MD5加密算法详解与应用
"MD5加密算法用于用户信息加密,是一种不可逆的算法,常用于保护密码安全,确保用户利益。" MD5(Message-Digest Algorithm 5)是一种广泛使用的哈希函数,由美国计算机科学家Ronald Rivest在1991年开发。MD5算法能够将任意长度的数据转化为一个固定长度的输出,通常是128位,通常表示为32个十六进制字符的字符串。这个过程是单向的,即无法从哈希值反推出原始数据,因此非常适合存储密码或保护敏感信息。 在Java编程语言中,MD5加密通常通过`java.security.MessageDigest`类实现。但上述代码提供了一个自定义的MD5加密类`MD5_Encoding`,它包含了MD5算法的核心步骤。以下是这个类的主要组成部分: 1. **常量定义**:类中定义了一系列的整型常量,如`S11`, `S12`, `S13`, `S14`等,这些常量对应于MD5算法中的四个内部转换函数(也称为轮函数)的参数。每个函数都有四个不同的常数值,它们决定了每一轮中的位移量。 2. **填充字节**:`PADDING`数组包含了一个特定的填充模式,这是MD5算法中用来将输入消息长度扩展到512位倍数的一部分。填充规则是首先添加一个0x80的字节,然后填充0直到数据长度达到512位的倍数。 3. **状态变量**:`state`数组用于保存MD5算法的中间状态,包含四个元素,分别代表a、b、c、d四个变量。 4. **缓冲区**:`buffer`数组用于存储每次处理的数据块,大小为64字节,因为MD5算法处理数据是以512位(64字节)为单位的。 5. **计数器**:`count`数组记录输入数据的总位数,用于填充和计算。 6. **结果字符串和哈希值**:`resultStr`用于存储最终的16进制表示的MD5哈希值,`digest`则存储原始的128位二进制MD5值。 7. **核心方法**: - `md5Init()`方法初始化MD5算法的状态。 - `md5Update()`方法接收输入数据并更新状态,处理数据块。 - `md5Final()`方法完成最后一轮处理并计算最终的哈希值。 8. **转换函数**:`byteToHEX`方法将一个字节转换成对应的16进制字符,用于将二进制的哈希值转换为字符串形式。 通过调用`getMD5ofStr`方法,可以将任意字符串传入,返回该字符串的MD5哈希值,实现了对用户信息的加密处理。然而,需要注意的是,MD5算法虽然在安全性方面曾经被广泛接受,但由于碰撞攻击(两个不同的输入可以产生相同的哈希值)的发现,现在MD5已经不被认为足够安全,特别是在密码学应用中。对于新的安全需求,通常推荐使用更强大的哈希函数,如SHA-256或更高级别的算法。
/*******************************************************************************
*
*
* MD5数据加密类
*/
public class MD5_Encoding {
// RFC1321中定义的标准4*4矩阵的常量定义。
static final int S11 = 7, S12 = 12, S13 = 17, S14 = 22;
static final int S21 = 5, S22 = 9, S23 = 14, S24 = 20;
static final int S31 = 4, S32 = 11, S33 = 16, S34 = 23;
static final int S41 = 6, S42 = 10, S43 = 15, S44 = 21;
// 按RFC1321标准定义不可变byte型数组PADDING
static final byte[] PADDING = { -128, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
// MD5计算过程中的3组核心数据,采用数组形式存放
private long[] state = new long[4]; // 计算状态(分别对应a b c d)
private byte[] buffer = new byte[64]; // 分配64个字节私有缓冲区
// 最新一次计算结果的16进制ASCII字符串表示,代表了16个字符串形式的MD5值
public String resultStr;
// 最新一次计算结果的2进制数组表示,一共16个字节,代表了128bit形式的MD5值
public byte[] digest = new byte[16];
// MD5_Encoding类提供的主要的接口函数getMD5ofStr,用来进行数据加密变换。调用其可对任意字符串进行加密运算,并以字符串形式返回加密结果。
public String getMD5ofStr(String in) {
md5Init(); // 初始化
md5Update(in.getBytes(), in.length());// 调用MD5的主计算过程
md5Final(); // 输出结果到digest数组中
for (int i = 0; i < 16; i++) {
resultStr += byteToHEX(digest[i]); // 将digest数组中的每个byte型数据转为16进制形式的字符串
}
return resultStr;
}
// 标准的构造函数,调用md5Init函数进行初始化工作
public MD5_Encoding() {
md5Init();
return;
}
// md5初始化函数.初始化核心变量.
private void md5Init() {
state[0] = 0x67452301L; // 定义state为RFC1321中定义的标准幻数
state[1] = 0xefcdab89L; // 定义state为RFC1321中定义的标准幻数
state[2] = 0x98badcfeL; // 定义state为RFC1321中定义的标准幻数
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