hash算法md5試驗報告

1、哈爾濱工程大學實驗報告實驗名稱：Hash算法MD5班級：學號：姓名：實驗時間： 2014 年6月成績：指導教師：實驗室名稱：哈爾濱工程大學實驗室與資產(chǎn)管理處制一、實驗名稱Hash 算法MD 5二、實驗目的通過實際編程了解MD5算法的加密和解密過程，加深對Hash算法的認 識。三、實驗環(huán)境(實驗所使用的器件、儀器設備名稱及規(guī)格)運行 Windows 或 Linux 操作系統(tǒng)的 PC 機，具有 gcc(Linux)、VQ Windows) 等C語言編譯環(huán)境。四、任務及其要求(1)利用自己所編的MD5程序對一個文件進行處理，計算它的Hash值，提交程序代程和運算結果。(2)微軟的系統(tǒng)軟件都有 MD5

2、驗證，嘗試查找軟件的 MD5值。同時，在 Windows 操作系統(tǒng)中，通過開始運行f sigverif 命令，利用數(shù)字簽名查找驗證非 Windows 的系 統(tǒng)軟件。五、實驗設計(包括原理圖、真值表、分析及簡化過程、卡諾圖、源代碼等)在MD5算法中，首先需要對信息進行填充，使其字節(jié)長度與448卞H512同余，即信息的字節(jié)長度擴展至 n*512+448, n為一個正整數(shù)。填充的方法如下：在信息 的后面填充第一位為1,其余各位均為0,直到滿足上面的條件時才停止用0對信息填充。然后，再在這個結果后面附加一個以64位二進制表示的填充前信息長度。經(jīng)過這兩步的處理，現(xiàn)在的信息字節(jié)長度為n*512+448=

3、(n+1)*512 ,即長度恰好是512的整數(shù)倍，這樣做的目的是為滿足后面處理中后面處理中對信息長度 的要求。n個分組中第q個分組表示為Yq。MD5中有A、B、C、D,4個32位被稱作鏈接變量的整數(shù)參數(shù)，它們的初始值分別為： A=01234567B=89abcdef,C=fedcba98 , D=當設置好這個4個鏈接變量后，就開始進入算法的4輪循環(huán)運算。循環(huán)的次數(shù)是信息中512位信息分組數(shù)目。首先將上面4個鏈接變量復制到另外 4個變量中A到AA, B到BB, C到CC D到DD以備后面進行處理。然后進入主循環(huán)，主循環(huán)有4輪，每輪循環(huán)都很相似。第1輪進行16次操作，每次操作對A、B、C和D中的其

4、中3個作一次非線性函數(shù)運算，然后將所得結果加上第4個變量，文本的一個子分組和一個常數(shù)。再將所得結果向左循環(huán)移S位，并加上A、B、C或D其中之一。最后用該結果取代 A、曰C或D其中之一。以下是每次操作中用到的 4個非線性函數(shù)(每輪一個)。F (B,C,D) =(BAC)V(BA D)(此處需修改)G (B,C,D) =(B A D) V (C A D) H (B,C,D) =B C DI (B,C,D) =C (B V D)(注：A是與，V是或,是非，是異或。)卜面為每一輪16步操作中的4次操作，16步操作按照一定次序順序進行。)表示 A=B+(A+(F(B,C,D)+Mj+Ti)S)GG (A

5、,B,C,D,Mj,S,Ti)表示 A=B+(A+(G(G,C,D)+Mj+Ti )S)HH (A,B,C,D,Mj,S,Ti)表示 A=B+(A+(H(B,C,D)+Mj+Ti )S)II (A,B,C,D,Mj,S,Ti)表示 A=B+(A+(I (B,C,D)+Mj+Ti )S)(注： +”定義為mod 2的模運算。)Mj表示在第q個512位數(shù)據(jù)塊中的第j個32位子分組，0WjW15。常數(shù)Ti可以有如下選擇，在第i步中，Ti是96*abs(sin(i)的整數(shù)部分(注:96= 2。)，i的單位是弧度。其中， Ti是32位的隨機數(shù)源，它消除了輸入數(shù)據(jù)中任何規(guī)律性的特征。表1-4說明了四輪主循

6、環(huán)中每輪 16步操作的具體步驟。所有這些完成之后，將 A、B、C D分別加上AA BR CC DD,然后用下一分組 數(shù)據(jù)繼續(xù)運行算法，最后的輸出是A、B C和D的級聯(lián)。#include #include #include #include typedef unsigned char *POINTER;typedef unsigned short int UINT2;typedef unsigned long int UINT4;typedef structUINT4 state4;UINT4 count2;unsigned char buffer64; MD5_CTX;void MD5Init

7、(MD5_CTX *);void MD5Update(MD5_CTX *, unsigned char unsigned int);void MD5Final(unsigned char 16, MD5_CTX *);#define S11 7#define S12 12#define S13 17#define S14 22#define S21 5#define S22 9#define S23 14#define S24 20#define S31 4#define S32 11#define S33 16#define S34 23 #define S41 6#define S42 1

8、0#define S43 15#define S44 21static unsigned char PADDING64 = 0 x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, TOC o 1-5 h z 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;#defineF(x, y, z)(x) &(y)| (x)& (z)#defineG(x, y, z)(x) &(z)| (y)&(z)#define H(x,

9、 y, z) (x) A (y) A (z)#define I(x, y, z) (y)人(x) | (z)#define ROTATE_LEFT(x, n) (x) (32-(n)#define FF(a, b, c, d, x, s, ac) (a)+= F (b), (c), (d) + (x) + (UINT4)(ac); TOC o 1-5 h z (a)= ROTATE_LEFT (a),(s);(a)+=(b)；)#define GG(a, b, c, d, x, s, ac) (a)+= G (b), (c), (d) + (x) + (UINT4)(ac);(a)= ROTA

10、TE_LEFT (a),(s);(a)+=(b);#define HH(a, b, c, d, x, s, ac) (a)+= H (b), (c), (d) + (x) + (UINT4)(ac);(a)= ROTATE_LEFT (a),(s);(a)+=(b);#define II(a, b, c, d, x, s, ac) (a)+= I (b), (c), (d) + (x) + (UINT4)(ac);(a)= ROTATE_LEFT (a),(s);(a)+=(b); inline void Encode(unsigned char *output, UINT4*input, u

11、nsigned int len)unsigned int i, j;for (i = 0, j = 0; j 8)outputj+1 = (unsigned char)(inputi& 0 xff);outputj+2=(unsignedchar)(inputi16)& 0 xff);outputj+3=(unsignedchar)(inputi24)& 0 xff);inline void Decode(UINT4 *output, unsigned char*input, unsigned int len) unsigned int i, j;for (i = 0, j = 0; j le

12、n; i+, j+= 4)outputi=(UINT4)inputj)(UINT4)inputj+1) 8) |(UINT4)inputj+2) 16) | (UINT4)inputj+3)count0 = context-count1 = 0;context-state0 = 0 x;context-state1 = 0 xefcdab89;context-state2 = 0 x98badcfe;context-state3 = 0 x;)inline voidMD5Update(MD5_CTX *context, unsignedchar *input, unsigned int inp

13、utLen)(unsigned int i, index, partLen;index = (unsigned int)(context-count0 3)& 0 x3F);count0+= (UINT4)inputLen3) (UINT4)inputLen count1+;context-count1 += (UINT4)inputLen 29);partLen = 64 - index;if (inputLen = partLen) memcpy(POINTER)&context-bufferindex,partLen);MD5Transform(context-state, contex

14、t-buffer);for (i = partLen; i + 63 state, &inputi);index = 0;elsei = 0;memcpy(POINTER)&context-bufferindex,(POINTER)&inputi, inputLen-i);inline void MD5Final(unsigned charMD5_CTX *context)unsigned char bits8;(POINTER)input,digest16,unsigned int index, padLen;Encode (bits, context-count, 8);index = (

15、unsigned int)(context-count0 3) & 0 x3f);padLen = (index state, 16);memset (POINTER)context, 0, sizeof (*context); void MD5Digest(char *pszInput, unsigned long nInputSize, char *pszOutPut)MD5_CTX context;unsigned int len = strlen (pszInput);MD5Init (&context);MD5Update (&context, (unsigned char *)ps

16、zInput, len);MD5Final (unsigned char *)pszOutPut, &context);Int main() char szDigest16;char encrypt200;printf(請輸入要計算MD5fi的字符串:);gets(encrypt);printf(n加密結果:);MD5Digest(encrypt,strlen(encrypt),szDigest);int i;for(i=0;i16;i+)printf(%02X,(unsignedchar)szDigesti);getchar();六、實驗步驟.算法分析在光盤中附加了有關MD5算法的頭文件和，

17、根據(jù)所提供的文件分析MD5算法的實現(xiàn)過程。下面簡單介紹所用到的結構體變量和函數(shù)。程序中用到的結構體變量如下：typedef struct md5_stateulong64 lengty;ulong32 state4,curlen;unsigned char buf64;md5_state;length 記錄已經(jīng)處理過的位數(shù)， curlen 記錄已經(jīng)處理過的字節(jié)數(shù)，數(shù)組 state存儲上面所說的4個鏈接變量，buf作為處理過程中的緩存。程序中用到的函數(shù)如下：void md5_init(md5_state *md)函數(shù)名稱：初始化函數(shù)參數(shù)說明：md指向一個上面所提到的結構體變量。初始化時把 cur

18、len和length 置為0,并把4個鏈接變量儲存到state中。int md5_process(md5_state *md, const unsigned char *buf, unsignedlong len)函數(shù)名稱：處理函數(shù)參數(shù)說明：md指向經(jīng)過初過初始化函數(shù)處理過的一個結構體變量。3buf指向待處理的信息。len是buf中信息的長度，以字節(jié)為單位。這個函數(shù)對待處理的信息以512位為單位進行壓縮，不足的部分存儲在結構體中的buf 中，并且用len來指示信息的末尾，這樣下次調(diào)用時會接著上一次的結果進行。int md5_done(md5_state *md, unsigned char *

19、Hash)函數(shù)名稱：完成函數(shù)參數(shù)說明：md指向上面所處理過的結構體。Hash指向存儲結果的緩沖區(qū)。這個函數(shù)對未完成的信息先進行padding操作，然后處理，并把最終結果存在Hash 指向的緩沖區(qū)中。1) int md5_text(void)函數(shù)名稱：測試函數(shù)這個函數(shù)對上面的3個函數(shù)進行測試。函數(shù)內(nèi)部定義了一組信息和Hash結果一一對應的數(shù)組。通過調(diào)用上面的 3個函數(shù)，并把結果和正確結果相比較，可以判斷程序正確與否。.使用實例分析下面的程序實現(xiàn)了對“hello,world ”進行MD5處理的功能，可以作為調(diào)用MD5函數(shù)接口的參考。#includeint main( int argc,char *argv口)md5_state md;unsigned char *in= hello, world! ,out16;md5_init(&md);md5_process(&md,in,strlen(in);md5_done(&md,out);printf( %S ，out);system( PAUSE );return 0;說明：由于程序中所用的結構體只在初始化函數(shù)中賦初始值，其中間過程可以保留下來，所以對一段信息分多次處理可以得到同樣的結果。比如說使用下面的語句可以得到和上面