MD5加密算法的原理

目录

1.MD5简介；

2.MD5用途；

3.MD5工具类的实现；

4.MD5加密过程；

5. MD5特征分析；

1.MD5简介；

MD5信息摘要算法（英语：MD5 Message-Digest Algorithm），一种被广泛使用的密码散列函数，可以产生出一个128位（16字节）的散列值（hash value），用于确保信息传输完整一致。

密码散列函数（Cryptographic hash function），又译为加密散列函数，是散列函数的一种。它被认为是一种单向函数，也就是说极其难以由散列函数输出的结果，回推输入的数据是什么。这样的单向函数被称为“现代密码学的驮马”。这种散列函数的输入数据，通常被称为消息（message），而它的输出结果，经常被称为消息摘要（message digest）或摘要（digest）。在信息安全中，有许多重要的应用，都使用了密码散列函数来实现，例如数字签名，消息认证码。

2.MD5用途；

MD5特点：用户传入一个明文的字符串，加密后得到一个密文！

3.MD5工具类的实现；

加盐方式：

//加盐方式public static String EncoderPwdByMd5(String pwd) throws NoSuchAlgorithmException {// 1,获取信息摘要对象md5,利用其单例函数来获取MessageDigest md5=MessageDigest.getInstance("MD5");// 2,信息摘要对象md5是对字节数组进行摘要的,所以先获取字符串的字节数组byte[] str_bytes=pwd.getBytes();// 3,信息摘要对象对得到的字节数组进行摘要,得到摘要字节数组，返回的是byte[] - 字节数组，长度是16个字节byte[] result = md5.digest(str_bytes);// 4,把摘要数组中的每一个字节转换成16进制,并拼在一起就得到了MD5值.StringBuffer sb = new StringBuffer();// 把每一个byte 做一个与运算 0xff;for (byte b : result) {// 与运算，获取字节的低8位有效值int number = b & 0xff;// 加盐// 将整数转换成16进制String str = Integer.toHexString(number);// 如果是1位的话，补0if (str.length() == 1) {sb.append("0");}// 把密文添加到缓存中sb.append(str);}// 标准的md5加密后的结果return sb.toString();}

主函数测试：

public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException {System.out.println("加密后的密码为:\n"+EncoderPwdByMd5("123fbuinnviuiwj265"));System.out.println("md5密文的位数:\n"+EncoderPwdByMd5("123").length());}

运行结果：

普通方式：

//普通方式public static String EncoderPwdByMd5_2(String pwd) throws NoSuchAlgorithmException {char hexDigits[] = {'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F'};// 1,获取MD5摘要算法的MessageDigest对象md5,利用其单例函数来获取MD5的对象MessageDigest md5=MessageDigest.getInstance("MD5");// 2,将密码先转换成字节数,使用指定的字节更新摘要md5.update(pwd.getBytes());// 3,获得密文byte[] result = md5.digest();// 4,把密文(字节数组)转换成十六进制的字符串形式，拼在一起就得到了MD5值int j = result.length;char str[] = new char[j * 2];int k = 0;for (int i = 0; i < j; i++) {byte byte0 = result[i];str[k++] = hexDigits[byte0 >>> 4 & 0xf];str[k++] = hexDigits[byte0 & 0xf];}return new String(str);}

主函数测试：

public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException {//System.out.println("加密后的密码为:\n"+EncoderPwdByMd5("123fbuinnviuiwj265"));//System.out.println("md5密文的位数:\n"+EncoderPwdByMd5("123").length());System.out.println("加密后的密码为:\n"+EncoderPwdByMd5_2("123"));System.out.println("md5密文的位数:\n"+EncoderPwdByMd5("123").length());}

运行结果：

4.MD5加密过程；

加密过程分为4步：

第1步：

//1,获取MD5摘要算法的MessageDigest类，利用其单例函数来获取对象md5
MessageDigest md5=MessageDigest.getInstance("MD5");

第2步：

/*2,信息摘要的方法md5.digest()，其中的参数和返回值都是byte[]（字节数组）类型；所以先要获取字符串的字节数组；*/byte[] str_bytes=pwd.getBytes();

第3步:

/*3,信息摘要对象对得到的字节数组进行摘要,得到摘要字节数组，返回的是byte[] - 字节数组，长度是16个字节*/
byte[] result = md5.digest(str_bytes);

第4步:

// 4,把摘要数组中的每一个字节转换成16进制,并拼在一起就得到了MD5值
StringBuffer sb = new StringBuffer();// 把每一个byte 做一个与运算 0xff;for (byte b : result) {// 与运算，获取字节的低8位有效值int number = b & 0xff;// 将整数转换成16进制String str = Integer.toHexString(number);// 如果是1位的话，补0if (str.length() == 1) {sb.append("0");}// 把密文添加到缓存中sb.append(str);}// 标准的md5加密后的结果return sb.toString();

5. MD5特征分析；

总体概括：

用户传入一个明文的字符串（可见），加密后得到一个密文（不可见）！

得到的散列值特点：

1，密文为128bit（16字节）的散列值，用于确保信息传输完整一致

2，长度固定，不管多长的字符串,加密后长度都是一样长；

3，不可逆，你明明知道密文和加密方式,你却无法反向计算出原密码，一般解密不了；

长度问题：

1，md5的长度，默认为128bit，也就是128个0和1的二进制串；

2，格式不太好，所以将二进制转成了16进制，每4个bit表示一个16进制，

3，所以128/4 = 32 换成16进制表示后，为32位了；

byte类型转换成int类型：

首先byte是1个字节，8bit；

int是4个字节，32bit；

当把一个低精度的数据类型转成一个高精度的数据类型时，必然会涉及到如何扩展位数的问题；

补符号位扩展，若为负数，高24位全部补1，转换成十进制则会出问题。

目的就是为了保证二进制数据的一致性。

第一，oxff默认为整形，二进制位最低8位是1111 1111，前面24位都是0；

第二，&运算: 如果2个bit都是1，则得1，否则得0；

第三，byte的8位和0xff进行&运算后，最低8位中，原来为1的还是1，原来为0的还是0，而0xff其他位都是0，所以&后仍然得0，

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