C++实现MD5算法

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这是一个关于MD5算法的C++实现,包含两个文件,`md5.h`头文件和`md5.cpp`源文件。MD5(Message-Digest Algorithm 5)是一种广泛使用的哈希函数,能够将任意长度的数据转化为固定长度的128位(16字节)摘要,通常以32位十六进制数表示。 在`md5.h`中,定义了`MD5_CTX`结构体,这是MD5算法的核心数据结构。它包括了以下四个部分: 1. `state[4]`: 用于存储中间计算结果的4个32位整数(A, B, C, D)。 2. `count[2]`: 记录输入数据的总位数,以2的64次方为模。 3. `buffer[64]`: 输入数据的缓冲区,大小为64字节,对应MD5处理的块大小。 此外,还声明了三个关键的MD5函数: 1. `MD5Init(MD5_CTX*)`: 初始化MD5上下文,准备开始新的哈希计算。 2. `MD5Update(MD5_CTX*, unsigned char*, unsigned int)`: 接收输入数据,更新MD5状态。 3. `MD5Final(unsigned char[16], MD5_CTX*)`: 结束哈希计算,生成最终的16字节(128位)MD5摘要。 `md5.cpp`文件包含了MD5算法的具体实现,包括以下辅助函数: 1. `MD5Transform(UINT32 a[4], unsigned char b[64])`: 这是MD5算法的核心,执行4轮转换操作,每轮包含多个位操作(例如S11, S12等)来更新A、B、C、D的状态。 2. `Encode(unsigned char*, UINT32*, unsigned int)` 和 `Decode(UINT32*, unsigned char*, unsigned int)`: 这两个函数用于在字节序列和32位整数之间进行编码和解码,以处理不同字节顺序的问题。 3. `PADDING[64]`: 这是填充数组,用于确保输入数据长度是512位的倍数,这是MD5算法的要求。 MD5算法的流程大致如下: 1. 初始化:调用`MD5Init`设置初始状态(A=0x67452301, B=0xefcdab89, C=0x98badcfe, D=0x10325476)。 2. 更新:每次接收新的数据块,调用`MD5Update`,将数据拼接到缓冲区,并更新计数器。 3. 填充:当所有数据都处理完毕后,添加填充位(0x80)和位数信息,确保数据长度正确。 4. 结束:调用`MD5Final`,完成最后的计算,生成16字节的MD5摘要。 这个C++实现可以用于计算文件、字符串或其他数据的MD5值,通常用于数据校验、防止篡改等场景。需要注意的是,MD5虽然快速且简单,但已知存在碰撞问题,即不同的输入可能产生相同的输出,因此在安全性要求较高的场合,已经不再推荐使用MD5,而应转向更安全的哈希算法,如SHA-256。