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RFC文檔中文翻譯計(jì)劃（http://www.china-pub.com/compters/emook/aboutemook.htm）
E-mail：[email]ouyang@china-pub.com[/email]
譯者：（）
譯文發(fā)布時(shí)間：2001-11-7
版權(quán)：本中文翻譯文檔版權(quán)歸中國(guó)互動(dòng)出版網(wǎng)所有。可以用于非商業(yè)用途自由轉(zhuǎn)載，但必須
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Network Working Group R. Rivest
Request for Comments: 1321 MIT Laboratory for Computer Science
and RSA Data Security, Inc.
April 1992
MD5 報(bào)文摘要算法
（RFC1321——The MD5 Message-Digest Algorithm）
本文地位
本文并非指定一個(gè)Internet標(biāo)準(zhǔn)，而是向互聯(lián)網(wǎng)提供信息，本文可以任意傳播，不受限制。
致謝
Don Coppersmith, Burt Kaliski, Ralph Merkle,David Chaum, 和Noam Nisan向本文提供極大的幫
助，在此本人表示忠心的感謝。
目錄
1 執(zhí)行簡(jiǎn)介 1
2 術(shù)語(yǔ)和符號(hào) 1
3 MD5算法描述 2
4 摘要 4
5 MD4和MD5的區(qū)別 4
6 參考文獻(xiàn) 4
7 附錄A－參考應(yīng)用程序 4
8 安全事項(xiàng) 18
9 作者地址 18
1 執(zhí)行簡(jiǎn)介
本文描述了MD5報(bào)文摘要算法，此算法將對(duì)輸入的任意長(zhǎng)度的信息進(jìn)行計(jì)算，產(chǎn)生一個(gè)128位
長(zhǎng)度的“指紋”或“報(bào)文摘要”，假定兩個(gè)不同的文件產(chǎn)生相同的報(bào)文摘要或由給定的報(bào)文摘要產(chǎn)生
原始信息在計(jì)算上是行不通的。MD5算法適合用在數(shù)據(jù)簽名應(yīng)用中，在此應(yīng)用中，一個(gè)大的文件必
須在類似RSA算法的公用密鑰系統(tǒng)中用私人密鑰加密前被“壓縮”在一種安全模式下。
MD5算法能在32位機(jī)器上能以很快的速度運(yùn)行。另外，MD5算法不需要任何大型的置換列表。
此算法編碼很簡(jiǎn)潔。MD5 算法是MD4報(bào)文摘要算法的擴(kuò)展。MD5算法稍慢于MD4算法，但是在設(shè)
計(jì)上比MD4算法更加“保守”。設(shè)計(jì)MD5是因?yàn)镸D4算法被采用的速度太快，以至于還無(wú)法證明
它的正確性，因?yàn)镸D4算法速度非常快，它處在遭受成功秘密攻擊的“邊緣”。MD5后退了一步，
它舍棄了一些速度以求更好的安全性。它集中了不同的評(píng)論家提出的建議，并采取了一些附加的優(yōu)化
措施。它被放在公共的地方以求公眾的評(píng)論意見(jiàn)，它可能當(dāng)作一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)被采納。
作為基于OSI的應(yīng)用，MD5的對(duì)象標(biāo)識(shí)符是：
md5 OBJECT IDENTIFIER ::=
iso(1) member-body(2) US(840) rsadsi(113549) digestAlgorithm(2) 5}
在X.509類型AlgorithmIdentifier [3]中，MD5算法參數(shù)應(yīng)該包括NULL類型。
2 術(shù)語(yǔ)和符號(hào)
本文中一個(gè)“字”是32位，一個(gè)“字節(jié)”是8位。一系列位串可看成是一系列字節(jié)的普通形式，
其中的連續(xù)的8位看成一個(gè)字節(jié)，高位在前，同理一系列字節(jié)串可看成是一系列32位的字，其中每
個(gè)連續(xù)的4個(gè)字節(jié)當(dāng)作一個(gè)字，地位在前。
我們定義x_i代表“x減去I".如果下劃線左邊的是一個(gè)表達(dá)式，則用括號(hào)括住，如：
x_{i+1}。同樣我們用^代表求冪，這樣x^i則代表x的i次冪。
符號(hào)“＋”代表字的加，X <<< s代表32位的值X循環(huán)左移s位，not(X)代表X的按位
補(bǔ)運(yùn)算，X v Y 表示X和Y的按位或運(yùn)算，XxorY代表X和Y的按位異或運(yùn)算，XY代表
X和Y的按位與運(yùn)算。
3 MD5算法描述
我們假設(shè)有一個(gè)b位長(zhǎng)度的輸入信號(hào)，希望產(chǎn)生它的報(bào)文摘要，此處b是一個(gè)非負(fù)整數(shù)，b也可
能是0，不一定必須是8的整數(shù)倍，它可能是任意大的長(zhǎng)度。我們?cè)O(shè)想信號(hào)的比特流如下所示：
m_0 m_1 ... m_{b-1}
下面的5步計(jì)算信息的報(bào)文摘要。
（1） 補(bǔ)位
MD5算法是對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)位，使得如果數(shù)據(jù)位長(zhǎng)度LEN對(duì)512求余的結(jié)果是448。即數(shù)
據(jù)擴(kuò)展至K*512+448位。即K*64+56個(gè)字節(jié)，K為整數(shù)。補(bǔ)位操作始終要執(zhí)行，即使數(shù)據(jù)長(zhǎng)度LEN
對(duì)512求余的結(jié)果已是448。
具體補(bǔ)位操作：補(bǔ)一個(gè)1，然后補(bǔ)0至滿足上述要求。總共最少要補(bǔ)一位，最多補(bǔ)512位。
（2） 補(bǔ)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
用一個(gè)64位的數(shù)字表示數(shù)據(jù)的原始長(zhǎng)度b，把b用兩個(gè)32位數(shù)表示。那么只取B的低64位。
當(dāng)遇到b大于2^64這種極少遇到的情況時(shí)，這時(shí)，數(shù)據(jù)就被填補(bǔ)成長(zhǎng)度為512位的倍數(shù)。也就是說(shuō)，
此時(shí)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度是16個(gè)字（32位）的整數(shù)倍數(shù)。用M[0 ... N-1]表示此時(shí)的數(shù)據(jù)，其中的N是16
的倍數(shù)。
（3） 初始化MD緩沖器
用一個(gè)四個(gè)字的緩沖器（A，B，C，D）來(lái)計(jì)算報(bào)文摘要，A,B,C,D分別是32位的寄存器，初
始化使用的是十六進(jìn)制表示的數(shù)字
A=0X01234567
B=0X89abcdef
C=0Xfedcba98
D=0X76543210
（4） 處理位操作函數(shù)
首先定義4個(gè)輔助函數(shù)，每個(gè)函數(shù)的輸入是三個(gè)32位的字，輸出是一個(gè)32位的字。
X，Y，Z為32位整數(shù)。
F(X,Y,Z) = XY v not(X) Z
G(X,Y,Z) = XZ v Y not(Z)
H(X,Y,Z) = X xor Y xor Z
I(X,Y,Z) = Y xor (X v not(Z))
這一步中 使用一個(gè)64元素的常數(shù)組T[1 ... 64]，它由sine函數(shù)構(gòu)成，T[i]表示數(shù)組中的第i個(gè)元
素，它的值等于經(jīng)過(guò)4294967296次abs(sin(i))后的值的整數(shù)部分（其中i是弧度 ）。T[i]為32位
整數(shù)用16進(jìn)制表示，數(shù)組元素在附錄中給出。
具體過(guò)程如下：
/* 處理數(shù)據(jù)原文 */
For i = 0 to N/16-1 do
/*每一次，把數(shù)據(jù)原文存放在16個(gè)元素的數(shù)組X中. */
For j = 0 to 15 do
Set X[j] to M[i*16+j].
end /結(jié)束對(duì)J的循環(huán)
/* Save A as AA, B as BB, C as CC, and D as DD. */
AA = A
BB = B
CC = C
DD = D
/* 第1輪*/
/* 以 [abcd k s i]表示如下操作
a = b + ((a + F(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
/* Do the following 16 operations. */
[ABCD 0 7 1] [DABC 1 12 2] [CDAB 2 17 3] [BCDA 3 22 4]
[ABCD 4 7 5] [DABC 5 12 6] [CDAB 6 17 7] [BCDA 7 22 8]
[ABCD 8 7 9] [DABC 9 12 10] [CDAB 10 17 11] [BCDA 11 22 12]
[ABCD 12 7 13] [DABC 13 12 14] [CDAB 14 17 15] [BCDA 15 22 16]
/* 第2輪* */
/* 以 [abcd k s i]表示如下操作
a = b + ((a + G(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
/* Do the following 16 operations. */
[ABCD 1 5 17] [DABC 6 9 18] [CDAB 11 14 19] [BCDA 0 20 20]
[ABCD 5 5 21] [DABC 10 9 22] [CDAB 15 14 23] [BCDA 4 20 24]
[ABCD 9 5 25] [DABC 14 9 26] [CDAB 3 14 27] [BCDA 8 20 28]
[ABCD 13 5 29] [DABC 2 9 30] [CDAB 7 14 31] [BCDA 12 20 32]
/* 第3輪*/
/* 以 [abcd k s i]表示如下操作
a = b + ((a + H(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
/* Do the following 16 operations. */
[ABCD 5 4 33] [DABC 8 11 34] [CDAB 11 16 35] [BCDA 14 23 36]
[ABCD 1 4 37] [DABC 4 11 38] [CDAB 7 16 39] [BCDA 10 23 40]
[ABCD 13 4 41] [DABC 0 11 42] [CDAB 3 16 43] [BCDA 6 23 44]
[ABCD 9 4 45] [DABC 12 11 46] [CDAB 15 16 47] [BCDA 2 23 48]
/* 第4輪*/
/* 以 [abcd k s i]表示如下操作
a = b + ((a + I(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
/* Do the following 16 operations. */
[ABCD 0 6 49] [DABC 7 10 50] [CDAB 14 15 51] [BCDA 5 21 52]
[ABCD 12 6 53] [DABC 3 10 54] [CDAB 10 15 55] [BCDA 1 21 56]
[ABCD 8 6 57] [DABC 15 10 58] [CDAB 6 15 59] [BCDA 13 21 60]
[ABCD 4 6 61] [DABC 11 10 62] [CDAB 2 15 63] [BCDA 9 21 64]
/* 然后進(jìn)行如下操作 */
A = A + AA
B = B + BB
C = C + CC
D = D + DD
end /* 結(jié)束對(duì)I的循環(huán)*/
（5） 輸出結(jié)果
報(bào)文摘要的產(chǎn)生后的形式為：A，B，C，D。也就是低位字節(jié)A開(kāi)始，高位字節(jié)D結(jié)束。
現(xiàn)在完成了對(duì)MD5的描述，在附錄中給出了C形式的程序。
4 摘要
MD5算法實(shí)現(xiàn)很容易，它提供了任意長(zhǎng)度的信息的“指紋”（或稱為報(bào)文摘要）。據(jù)推測(cè)要實(shí)現(xiàn)
兩個(gè)不同的報(bào)文產(chǎn)生相同的摘要需要2^64次的操作，要恢復(fù)給定摘要的報(bào)文則需要2^128次操作。
為尋找缺陷，MD5算法已經(jīng)過(guò)非常細(xì)致的檢查。最后的結(jié)論是還需要相關(guān)的更好的算法和更進(jìn)一步
的安全分析。
5 MD4和MD5的區(qū)別
以下是MD5和MD4的不同點(diǎn)：
1． 加上了第四輪循環(huán)。
2． 每一步增加了一個(gè)唯一的常數(shù)值。
第二輪中的函數(shù)g從(XY v XZ v YZ)變成了(XZ v Y not(Z))，以減少g函數(shù)的均衡性。
6 參考文獻(xiàn)
[1] Rivest, R., "The MD4 Message Digest Algorithm", RFC 1320, MIT and RSA Data Security,
Inc., April 1992.
[2] Rivest, R., "The MD4 message digest algorithm", in A.J. Menezes and S.A. Vanstone,
editors, Advances in Cryptology - CRYPTO '90Proceedings, pages 303-311, Springer-Verlag,
1991.
[3] CCITT Recommendation X.509 (1988), "The Directory - Authentication
Framework."
7 附錄A－參考應(yīng)用程序
本附錄包括以下文件：（摘自RSAREF: A Cryptographic Toolkit for Privacy-Enhanced Mail:）
global.h － 全局頭文件
md5.h -- MD5頭文件
md5c.c -- MD5源代碼
（要得到更多的RSAREF信息，請(qǐng)發(fā)e-mai到: <[email]rsaref@rsa.com[/email]>.）
附錄中還包括：
mddriver.c－MD2, MD4 and MD5的測(cè)試驅(qū)動(dòng)程序。
驅(qū)動(dòng)程序默認(rèn)情況下編譯MD5，但如果在C的編譯命令行將MD5參數(shù)設(shè)成2或4，則也可以編譯
MD2和MD4
此應(yīng)用程序是方便使用的，可用在不同的平臺(tái)上，在特殊的平臺(tái)上優(yōu)化它也并不困難，這留給讀
者作為練習(xí)。例如，在“l(fā)ittle-endian”平臺(tái)上，此平臺(tái)32位字的最低地址字節(jié)最無(wú)意義的字節(jié)，
并且沒(méi)有隊(duì)列限制，在MD5變換中的解碼的命令調(diào)用可以被相應(yīng)的類型替代。
A1 global.h
/* GLOBAL.H - RSAREF 類型和常數(shù)*/
/* 當(dāng)且僅當(dāng)編譯器支持函數(shù)原型的聲明時(shí)，PROTOTYPES必須被設(shè)置一次
如果還沒(méi)有定義C編譯器的標(biāo)記，下面的代碼使PROTOTYPES置為0。*/
#ifndef PROTOTYPES
#define PROTOTYPES 0
#endif
/* POINTER 定義成一個(gè)普通的指針類型 */
typedef unsigned char *POINTER;
/* UINT2 定義成兩字節(jié)的字 */
typedef unsigned short int UINT2;
/* UINT4定一成四字節(jié)的字 */
typedef unsigned long int UINT4;
/* PROTO_LIST的定義依賴于上面PROTOTYPES的定義，如果使用了PROTOTYPES，那么
PROTO_LIST返回此列表，否則返回一個(gè)空列表。*/
#if PROTOTYPES
#define PROTO_LIST(list) list
#else
#define PROTO_LIST(list) ()
#endif
A.2 md5.h
/*MD5.H - MD5C.C頭文件*/
/*本軟件允許被復(fù)制或運(yùn)用，但必須在所有提及和參考的地方標(biāo)注“RSA Data Security, Inc. MD5
Message-Digest Algorithm”，也允許產(chǎn)生或運(yùn)用派生軟件，但必須在所有提及和參考的地方標(biāo)明
“derived from the RSA Data Security, Inc. MD5 Message-Digest Algorithm”
RSA數(shù)據(jù)安全公司（RSA Data Security, Inc.）從來(lái)沒(méi)有出于任何特定目的陳述過(guò)關(guān)于此
軟件的可買性和實(shí)用性，它提供了“as is”,沒(méi)有表達(dá)或暗示過(guò)任何理由。
此聲明必須在任何此文件和軟件的任何拷貝中保留。*/
/* MD5 context. */
typedef struct
{
UINT4 state[4]; /* state (ABCD) */
UINT4 count[2]; /* 位數(shù)量, 模 2^64 (低位在前) */
unsigned char buffer[64]; /* 輸入緩沖器 */
} MD5_CTX;
void MD5Init PROTO_LIST ((MD5_CTX *));
void MD5Update PROTO_LIST
((MD5_CTX *, unsigned char *, unsigned int));
void MD5Final PROTO_LIST ((unsigned char [16], MD5_CTX *));
A.3 md5c.c
/* MD5C.C – RSA數(shù)據(jù)安全公司，MD5報(bào)文摘要算法*/
/*本軟件允許被復(fù)制或運(yùn)用，但必須在所有提及和參考的地方標(biāo)注“RSA Data Security, Inc. MD5
Message-Digest Algorithm”也允許產(chǎn)生或運(yùn)用派生軟件，但必須在所有提及和參考的地方標(biāo)明
“derived from the RSA Data RSA數(shù)據(jù)安全公司（RSA Data Security, Inc.）從來(lái)沒(méi)有出于任何
特定目的陳述過(guò)關(guān)于此軟件的可買性和實(shí)用性，它提供了“as is”,沒(méi)有表達(dá)或暗示過(guò)任何理由。
此聲明必須在任何此文件和軟件的任何拷貝中保留。*/
#include "global.h"
#include "md5.h"
/* Constants for MD5Transform routine.
*/
#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 10
#define S43 15
#define S44 21
static void MD5Transform PROTO_LIST ((UINT4 [4], unsigned char [64]));
static void Encode PROTO_LIST
((unsigned char *, UINT4 *, unsigned int));
static void Decode PROTO_LIST
((UINT4 *, unsigned char *, unsigned int));
static void MD5_memcpy PROTO_LIST ((POINTER, POINTER, unsigned int));
static void MD5_memset PROTO_LIST ((POINTER, int, unsigned int));
static unsigned char PADDING[64] = {
0x80, 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
};
/* F, G, H 和 I 是基本MD5函數(shù) */
#define F(x, y, z) (((x) & (y)) | ((~x) & (z)))
#define G(x, y, z) (((x) & (z)) | ((y) & (~z)))
#define H(x, y, z) ((x) ^ (y) ^ (z))
#define I(x, y, z) ((y) ^ ((x) | (~z)))
/* ROTATE_LEFT 將x循環(huán)左移n位 */
#define ROTATE_LEFT(x, n) (((x) << (n)) | ((x) >> (32-(n))))
/* 循環(huán)從加法中分離出是為了防止重復(fù)計(jì)算*/
#define FF(a, b, c, d, x, s, ac) { \
(a) += F ((b), (c), (d)) + (x) + (UINT4)(ac); \
(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) = ROTATE_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); \
}
/* MD5 初始化. 開(kāi)始一個(gè)MD5操作寫(xiě)一個(gè)新的context. */
void MD5Init (context)
MD5_CTX *context; /* context */
{
context->count[0] = context->count[1] = 0;
context->state[0] = 0x67452301;
context->state[1] = 0xefcdab89;
context->state[2] = 0x98badcfe;
context->state[3] = 0x10325476;
}
/*MD5 分組更新操作. 繼續(xù)一個(gè)MD5操作,處理另一個(gè)消息分組并更新context. */
void MD5Update (context, input, inputLen)
MD5_CTX *context; /* context */
unsigned char *input; /* 輸入分組*/
unsigned int inputLen; /* 輸入的分組的長(zhǎng)度 */
{
unsigned int i, index, partLen;
/* 計(jì)算字節(jié)數(shù)模64的值 */
index = (unsigned int)((context->count[0] >> 3) & 0x3F);
/* Update number of bits */
if ((context->count[0] += ((UINT4)inputLen << 3))
< ((UINT4)inputLen << 3))
context->count[1]++;
context->count[1] += ((UINT4)inputLen >> 29);
partLen = 64 - index;
/* 按能達(dá)到的最大次數(shù)轉(zhuǎn)換*/
if (inputLen >= partLen) {
MD5_memcpy
((POINTER)&context->buffer[index], (POINTER)input, partLen);
MD5Transform (context->state, context->buffer);
for (i = partLen; i + 63 < inputLen; i += 64)
MD5Transform (context->state, &input[i]);
index = 0;
}
else
i = 0;
/* 緩沖器保留輸入值 */
MD5_memcpy
((POINTER)&context->buffer[index], (POINTER)&input[i],
inputLen-i);
}
/* MD5 最終結(jié)果. 以一個(gè) MD5 報(bào)文摘要操作結(jié)束, 寫(xiě)下報(bào)文摘要值 */
void MD5Final (digest, context)
unsigned char digest[16]; /*報(bào)文摘要 */
MD5_CTX *context; /* context */
{
unsigned char bits[8];
unsigned int index, padLen;
/* 保存位數(shù)值 */
Encode (bits, context->count, 8);
index = (unsigned int)((context->count[0] >> 3) & 0x3f);
padLen = (index < 56) ? (56 - index) : (120 - index);
MD5Update (context, PADDING, padLen);
/* 附加長(zhǎng)度 (在補(bǔ)位之前) */
MD5Update (context, bits, 8);
/* 將 state 存入 digest 中*/
Encode (digest, context->state, 16);
MD5_memset ((POINTER)context, 0, sizeof (*context));
}
/* MD5基本轉(zhuǎn)換. 轉(zhuǎn)換狀態(tài)基于分組*/
static void MD5Transform (state, block)
UINT4 state[4];
unsigned char block[64];
{
UINT4 a = state[0], b = state[1], c = state[2], d = state[3], x[16];
Decode (x, block, 64);
/* Round 1 */
FF (a, b, c, d, x[ 0], S11, 0xd76aa478); /* 1 */
FF (d, a, b, c, x[ 1], S12, 0xe8c7b756); /* 2 */
FF (c, d, a, b, x[ 2], S13, 0x242070db); /* 3 */
FF (b, c, d, a, x[ 3], S14, 0xc1bdceee); /* 4 */
FF (a, b, c, d, x[ 4], S11, 0xf57c0faf); /* 5 */
FF (d, a, b, c, x[ 5], S12, 0x4787c62a); /* 6 */
FF (c, d, a, b, x[ 6], S13, 0xa8304613); /* 7 */
FF (b, c, d, a, x[ 7], S14, 0xfd469501); /* 8 */
FF (a, b, c, d, x[ 8], S11, 0x698098d8); /* 9 */
FF (d, a, b, c, x[ 9], S12, 0x8b44f7af); /* 10 */
FF (c, d, a, b, x[10], S13, 0xffff5bb1); /* 11 */
FF (b, c, d, a, x[11], S14, 0x895cd7be); /* 12 */
FF (a, b, c, d, x[12], S11, 0x6b901122); /* 13 */
FF (d, a, b, c, x[13], S12, 0xfd987193); /* 14 */
FF (c, d, a, b, x[14], S13, 0xa679438e); /* 15 */
FF (b, c, d, a, x[15], S14, 0x49b40821); /* 16 */
/* Round 2 */
GG (a, b, c, d, x[ 1], S21, 0xf61e2562); /* 17 */
GG (d, a, b, c, x[ 6], S22, 0xc040b340); /* 18 */
GG (c, d, a, b, x[11], S23, 0x265e5a51); /* 19 */
GG (b, c, d, a, x[ 0], S24, 0xe9b6c7aa); /* 20 */
GG (a, b, c, d, x[ 5], S21, 0xd62f105d); /* 21 */
GG (d, a, b, c, x[10], S22, 0x2441453); /* 22 */
GG (c, d, a, b, x[15], S23, 0xd8a1e681); /* 23 */
GG (b, c, d, a, x[ 4], S24, 0xe7d3fbc8); /* 24 */
GG (a, b, c, d, x[ 9], S21, 0x21e1cde6); /* 25 */
GG (d, a, b, c, x[14], S22, 0xc33707d6); /* 26 */
GG (c, d, a, b, x[ 3], S23, 0xf4d50d87); /* 27 */
GG (b, c, d, a, x[ 8], S24, 0x455a14ed); /* 28 */
GG (a, b, c, d, x[13], S21, 0xa9e3e905); /* 29 */
GG (d, a, b, c, x[ 2], S22, 0xfcefa3f8); /* 30 */
GG (c, d, a, b, x[ 7], S23, 0x676f02d9); /* 31 */
GG (b, c, d, a, x[12], S24, 0x8d2a4c8a); /* 32 */
/* Round 3 */
HH (a, b, c, d, x[ 5], S31, 0xfffa3942); /* 33 */
HH (d, a, b, c, x[ 8], S32, 0x8771f681); /* 34 */
HH (c, d, a, b, x[11], S33, 0x6d9d6122); /* 35 */
HH (b, c, d, a, x[14], S34, 0xfde5380c); /* 36 */
HH (a, b, c, d, x[ 1], S31, 0xa4beea44); /* 37 */
HH (d, a, b, c, x[ 4], S32, 0x4bdecfa9); /* 38 */
HH (c, d, a, b, x[ 7], S33, 0xf6bb4b60); /* 39 */
HH (b, c, d, a, x[10], S34, 0xbebfbc70); /* 40 */
HH (a, b, c, d, x[13], S31, 0x289b7ec6); /* 41 */
HH (d, a, b, c, x[ 0], S32, 0xeaa127fa); /* 42 */
HH (c, d, a, b, x[ 3], S33, 0xd4ef3085); /* 43 */
HH (b, c, d, a, x[ 6], S34, 0x4881d05); /* 44 */
HH (a, b, c, d, x[ 9], S31, 0xd9d4d039); /* 45 */
HH (d, a, b, c, x[12], S32, 0xe6db99e5); /* 46 */
HH (c, d, a, b, x[15], S33, 0x1fa27cf8); /* 47 */
HH (b, c, d, a, x[ 2], S34, 0xc4ac5665); /* 48 */
/* Round 4 */
II (a, b, c, d, x[ 0], S41, 0xf4292244); /* 49 */
II (d, a, b, c, x[ 7], S42, 0x432aff97); /* 50 */
II (c, d, a, b, x[14], S43, 0xab9423a7); /* 51 */
II (b, c, d, a, x[ 5], S44, 0xfc93a039); /* 52 */
II (a, b, c, d, x[12], S41, 0x655b59c3); /* 53 */
II (d, a, b, c, x[ 3], S42, 0x8f0ccc92); /* 54 */
II (c, d, a, b, x[10], S43, 0xffeff47d); /* 55 */
II (b, c, d, a, x[ 1], S44, 0x85845dd1); /* 56 */
II (a, b, c, d, x[ 8], S41, 0x6fa87e4f); /* 57 */
II (d, a, b, c, x[15], S42, 0xfe2ce6e0); /* 58 */
II (c, d, a, b, x[ 6], S43, 0xa3014314); /* 59 */
II (b, c, d, a, x[13], S44, 0x4e0811a1); /* 60 */
II (a, b, c, d, x[ 4], S41, 0xf7537e82); /* 61 */
II (d, a, b, c, x[11], S42, 0xbd3af235); /* 62 */
II (c, d, a, b, x[ 2], S43, 0x2ad7d2bb); /* 63 */
II (b, c, d, a, x[ 9], S44, 0xeb86d391); /* 64 */
state[0] += a;
state[1] += b;
state[2] += c;
state[3] += d;
MD5_memset ((POINTER)x, 0, sizeof (x));
}
/* 將輸入（UINT4）編碼輸出(unsigned char). 假設(shè)len是4的倍數(shù) */
static void Encode (output, input, len)
unsigned char *output;
UINT4 *input;
unsigned int len;
{
unsigned int i, j;
for (i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4) {
output[j] = (unsigned char)(input[i] & 0xff);
output[j+1] = (unsigned char)((input[i] >> 8) & 0xff);
output[j+2] = (unsigned char)((input[i] >> 16) & 0xff);
output[j+3] = (unsigned char)((input[i] >> 24) & 0xff);
}
}
/* 將輸入(unsigned char)解碼輸出 (UINT4). 假設(shè)len是4的倍數(shù) */
static void Decode (output, input, len)
UINT4 *output;
unsigned char *input;
unsigned int len;
{
unsigned int i, j;
for (i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4)
output[i] = ((UINT4)input[j]) | (((UINT4)input[j+1]) << 8) |
(((UINT4)input[j+2]) << 16) | (((UINT4)input[j+3]) << 24);
}
static void MD5_memcpy (output, input, len)
POINTER output;
POINTER input;
unsigned int len;
{
unsigned int i;
for (i = 0; i < len; i++)
output[i] = input[i];
}
static void MD5_memset (output, value, len)
POINTER output;
int value;
unsigned int len;
{
unsigned int i;
for (i = 0; i < len; i++)
((char *)output)[i] = (char)value;
}
A.4 mddriver.c
/* MDDRIVER.C - MD2, MD4 and MD5測(cè)試程序 */
/* RSA數(shù)據(jù)安全公司（RSA Data Security, Inc.）從來(lái)沒(méi)有出于任何特定目的陳述過(guò)關(guān)于此軟
件的可買性和實(shí)用性，它提供了“as is”,沒(méi)有表達(dá)或暗示過(guò)任何理由。
此聲明必須在任何此文件和軟件的任何拷貝中保留。*/
/* 如果沒(méi)有定義C編譯標(biāo)志的值，則MD5缺省狀態(tài)下為MD5 */
#ifndef MD
#define MD MD5
#endif
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#include "global.h"
#if MD == 2
#include "md2.h"
#endif
#if MD == 4
#include "md4.h"
#endif
#if MD == 5
#include "md5.h"
#endif
/* 測(cè)試分組長(zhǎng)度和數(shù)量 */
#define TEST_BLOCK_LEN 1000
#define TEST_BLOCK_COUNT 1000
static void MDString PROTO_LIST ((char *));
static void MDTimeTrial PROTO_LIST ((void));
static void MDTestSuite PROTO_LIST ((void));
static void MDFile PROTO_LIST ((char *));
static void MDFilter PROTO_LIST ((void));
static void MDPrint PROTO_LIST ((unsigned char [16]));
#if MD == 2
#define MD_CTX MD2_CTX
#define MDInit MD2Init
#define MDUpdate MD2Update
#define MDFinal MD2Final
#endif
#if MD == 4
#define MD_CTX MD4_CTX
#define MDInit MD4Init
#define MDUpdate MD4Update
#define MDFinal MD4Final
#endif
#if MD == 5
#define MD_CTX MD5_CTX
#define MDInit MD5Init
#define MDUpdate MD5Update
#define MDFinal MD5Final
#endif
/* 主程序.
變量:
-sstring – 摘要字符串
-t - 運(yùn)行時(shí)間測(cè)試
-x - 運(yùn)行測(cè)試腳本
filename – 摘要文件
(none) - 摘要標(biāo)準(zhǔn)輸入
*/
int main (argc, argv)
int argc;
char *argv[];
{
int i;
if (argc > 1)
for (i = 1; i < argc; i++)
if (argv[i][0] == '-' && argv[i][1] == 's')
MDString (argv[i] + 2);
else if (strcmp (argv[i], "-t") == 0)
MDTimeTrial ();
else if (strcmp (argv[i], "-x") == 0)
MDTestSuite ();
else
MDFile (argv[i]);
else
MDFilter ();
return (0);
}
/* 計(jì)算字符串的摘要并打印其值 */
static void MDString (string)
char *string;
{
MD_CTX context;
unsigned char digest[16];
unsigned int len = strlen (string);
MDInit (&context);
MDUpdate (&context, string, len);
MDFinal (digest, &context);
printf ("MD%d (\"%s\") = ", MD, string);
MDPrint (digest);
printf ("\n");
}
/* 測(cè)試計(jì)算 TEST_BLOCK_COUNT TEST_BLOCK_LEN-byte
分組摘要的時(shí)間 */
static void MDTimeTrial ()
{
MD_CTX context;
time_t endTime, startTime;
unsigned char block[TEST_BLOCK_LEN], digest[16];
unsigned int i;
printf
("MD%d time trial. Digesting %d %d-byte blocks ...", MD,
TEST_BLOCK_LEN, TEST_BLOCK_COUNT);
/* 初始化分組*/
for (i = 0; i < TEST_BLOCK_LEN; i++)
block[i] = (unsigned char)(i & 0xff);
/* 開(kāi)始時(shí)鐘 */
time (&startTime);
/* 摘要分組 */
MDInit (&context);
for (i = 0; i < TEST_BLOCK_COUNT; i++)
MDUpdate (&context, block, TEST_BLOCK_LEN);
MDFinal (digest, &context);
/* 停止時(shí)鐘 */
time (&endTime);
printf (" done\n");
printf ("Digest = ");
MDPrint (digest);
printf ("\nTime = %ld seconds\n", (long)(endTime-startTime));
printf
("Speed = %ld bytes/second\n",
(long)TEST_BLOCK_LEN * (long)TEST_BLOCK_COUNT/(endTime-startTime));
}
/* 計(jì)算一個(gè)參考組件串的摘要并打印結(jié)果*/
static void MDTestSuite ()
{
printf ("MD%d test suite:\n", MD);
MDString ("");
MDString ("a");
MDString ("abc");
MDString ("message digest");
MDString ("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz");
MDString
("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789");
MDString
("1234567890123456789012345678901234567890\
1234567890123456789012345678901234567890");
}
/*計(jì)算一個(gè)文件的摘要并打印結(jié)果 */
static void MDFile (filename)
char *filename;
{
FILE *file;
MD_CTX context;
int len;
unsigned char buffer[1024], digest[16];
if ((file = fopen (filename, "rb")) == NULL)
printf ("%s can't be opened\n", filename);
else {
MDInit (&context);
while (len = fread (buffer, 1, 1024, file))
MDUpdate (&context, buffer, len);
MDFinal (digest, &context);
fclose (file);
printf ("MD%d (%s) = ", MD, filename);
MDPrint (digest);
printf ("\n");
}
}
/* 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)輸入的摘要并打印結(jié)果*/
static void MDFilter ()
{
MD_CTX context;
int len;
unsigned char buffer[16], digest[16];
MDInit (&context);
while (len = fread (buffer, 1, 16, stdin))
MDUpdate (&context, buffer, len);
MDFinal (digest, &context);
MDPrint (digest);
printf ("\n");
}
/* 打印一個(gè)16進(jìn)制的摘要*/
static void MDPrint (digest)
unsigned char digest[16];
{
unsigned int i;
for (i = 0; i < 16; i++)
printf ("%02x", digest[i]);
}
A.5 測(cè)試組件
MD5 測(cè)試組件(驅(qū)動(dòng)程序選項(xiàng)"-x")應(yīng)打印以下值：
MD5 test suite:
MD5 ("") = d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e
MD5 ("a") = 0cc175b9c0f1b6a831c399e269772661
MD5 ("abc") = 900150983cd24fb0d6963f7d28e17f72
MD5 ("message digest") = f96b697d7cb7938d525a2f31aaf161d0
MD5 ("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz") = c3fcd3d76192e4007dfb496cca67e13b
MD5 ("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789") =
d174ab98d277d9f5a5611c2c9f419d9f
MD5 ("123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456
78901234567890") = 57edf4a22be3c955ac49da2e2107b67a
8 安全事項(xiàng)
本文中討論的安全標(biāo)準(zhǔn)被認(rèn)為已足夠?qū)崿F(xiàn)很高要求的基于公用密鑰系統(tǒng)和MD5算法的數(shù)字簽名
系統(tǒng)中。
9 作者地址
Ronald L. Rivest
Massachusetts Institute of Technology
Laboratory for Computer Science
NE43-324
545 Technology Square
Cambridge, MA 02139-1986
Phone: (617) 253-5880
EMail: [email]rivest@theory.lcs.mit.edu[/email] |
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