MD5文件校验

         最近一个项目，需要做OTA远程升级，MCU从服务器下载升级文件到本地，进行程序升级。本来如果使用TPC/IP协议传输数据（升级文件）的话，可以不进行文件校验，因为TCP/IP数据传输的时候，为了保证数据的正确性，TCP/IP会进行数据校验。也就是说，我们通过TCP/IP协议接受的数据包，是不需要再次进行校验的。但是这个项目，使用了移远的串口-GPRS模块。MCU通过串口发送AT指令给GPRS模块，GPRS模块从远程服务器下载升级文件，然后再通过串口传输到MCU。我们知道，串口在传输数据的过程中，可能会产生误码，虽然概率非常小，但是毕竟是关于升级的程序，不能出错。所以项目需要MCU对从串口接收到的文件再次进行校验。比较了常用的校验算法，决定使用MD5校验算法，对升级文件进行校验。MCU对升级文件进行MD5校验后，再跟收到的升级文件的MD5校验码进行比较。如果两个MD5校验码相同，则说明升级文件传输正确，否则表示升级文件传输错误，需要重新下载。百度了一下MD5校验，参考的算法都差不多，下面的这个MD5校验算法，经过我的测试，确认是可以使用的。

    补充一下:

            CRC校验一般用于通信数据的校验。

            MD5和SH1用于安全领域，比如文件校验、数字签名等。

测试时使用使用VS2013.

#include
#include
#include

#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)))

#define RL(x, y) (((x) << (y)) | ((x) >> (32 - (y)))) //x向左循环移y位

#define PP(x) (x<<24)|((x<<8)&0xff0000)|((x>>8)&0xff00)| (x>>24) //将x高低位互换,例如PP(aabbccdd)=ddccbbaa

#define FF(a, b, c, d, x, s, ac) a = b + (RL((a + F(b,c,d) + x + ac),s))
#define GG(a, b, c, d, x, s, ac) a = b + (RL((a + G(b,c,d) + x + ac),s))
#define HH(a, b, c, d, x, s, ac) a = b + (RL((a + H(b,c,d) + x + ac),s))
#define II(a, b, c, d, x, s, ac) a = b + (RL((a + I(b,c,d) + x + ac),s))

unsigned A, B, C, D, a, b, c, d, i, len, flen[2], x[16]; //i临时变量,len文件长,flen[2]为64位二进制表示的文件初始长度
char filename[200]; //文件名
FILE *fp;

void md5(){ //MD5核心算法,供64轮

    a = A, b = B, c = C, d = D;
    /**//* Round 1 */
    FF(a, b, c, d, x[0], 7, 0xd76aa478); /**//* 1 */
    FF(d, a, b, c, x[1], 12, 0xe8c7b756); /**//* 2 */
    FF(c, d, a, b, x[2], 17, 0x242070db); /**//* 3 */
    FF(b, c, d, a, x[3], 22, 0xc1bdceee); /**//* 4 */
    FF(a, b, c, d, x[4], 7, 0xf57c0faf); /**//* 5 */
    FF(d, a, b, c, x[5], 12, 0x4787c62a); /**//* 6 */
    FF(c, d, a, b, x[6], 17, 0xa8304613); /**//* 7 */
    FF(b, c, d, a, x[7], 22, 0xfd469501); /**//* 8 */
    FF(a, b, c, d, x[8], 7, 0x698098d8); /**//* 9 */
    FF(d, a, b, c, x[9], 12, 0x8b44f7af); /**//* 10 */
    FF(c, d, a, b, x[10], 17, 0xffff5bb1); /**//* 11 */
    FF(b, c, d, a, x[11], 22, 0x895cd7be); /**//* 12 */
    FF(a, b, c, d, x[12], 7, 0x6b901122); /**//* 13 */
    FF(d, a, b, c, x[13], 12, 0xfd987193); /**//* 14 */
    FF(c, d, a, b, x[14], 17, 0xa679438e); /**//* 15 */
    FF(b, c, d, a, x[15], 22, 0x49b40821); /**//* 16 */

    /**//* Round 2 */
    GG(a, b, c, d, x[1], 5, 0xf61e2562); /**//* 17 */
    GG(d, a, b, c, x[6], 9, 0xc040b340); /**//* 18 */
    GG(c, d, a, b, x[11], 14, 0x265e5a51); /**//* 19 */
    GG(b, c, d, a, x[0], 20, 0xe9b6c7aa); /**//* 20 */
    GG(a, b, c, d, x[5], 5, 0xd62f105d); /**//* 21 */
    GG(d, a, b, c, x[10], 9, 0x02441453); /**//* 22 */
    GG(c, d, a, b, x[15], 14, 0xd8a1e681); /**//* 23 */
    GG(b, c, d, a, x[4], 20, 0xe7d3fbc8); /**//* 24 */
    GG(a, b, c, d, x[9], 5, 0x21e1cde6); /**//* 25 */
    GG(d, a, b, c, x[14], 9, 0xc33707d6); /**//* 26 */
    GG(c, d, a, b, x[3], 14, 0xf4d50d87); /**//* 27 */
    GG(b, c, d, a, x[8], 20, 0x455a14ed); /**//* 28 */
    GG(a, b, c, d, x[13], 5, 0xa9e3e905); /**//* 29 */
    GG(d, a, b, c, x[2], 9, 0xfcefa3f8); /**//* 30 */
    GG(c, d, a, b, x[7], 14, 0x676f02d9); /**//* 31 */
    GG(b, c, d, a, x[12], 20, 0x8d2a4c8a); /**//* 32 */

    /**//* Round 3 */
    HH(a, b, c, d, x[5], 4, 0xfffa3942); /**//* 33 */
    HH(d, a, b, c, x[8], 11, 0x8771f681); /**//* 34 */
    HH(c, d, a, b, x[11], 16, 0x6d9d6122); /**//* 35 */
    HH(b, c, d, a, x[14], 23, 0xfde5380c); /**//* 36 */
    HH(a, b, c, d, x[1], 4, 0xa4beea44); /**//* 37 */
    HH(d, a, b, c, x[4], 11, 0x4bdecfa9); /**//* 38 */
    HH(c, d, a, b, x[7], 16, 0xf6bb4b60); /**//* 39 */
    HH(b, c, d, a, x[10], 23, 0xbebfbc70); /**//* 40 */
    HH(a, b, c, d, x[13], 4, 0x289b7ec6); /**//* 41 */
    HH(d, a, b, c, x[0], 11, 0xeaa127fa); /**//* 42 */
    HH(c, d, a, b, x[3], 16, 0xd4ef3085); /**//* 43 */
    HH(b, c, d, a, x[6], 23, 0x04881d05); /**//* 44 */
    HH(a, b, c, d, x[9], 4, 0xd9d4d039); /**//* 45 */
    HH(d, a, b, c, x[12], 11, 0xe6db99e5); /**//* 46 */
    HH(c, d, a, b, x[15], 16, 0x1fa27cf8); /**//* 47 */
    HH(b, c, d, a, x[2], 23, 0xc4ac5665); /**//* 48 */

    /**//* Round 4 */
    II(a, b, c, d, x[0], 6, 0xf4292244); /**//* 49 */
    II(d, a, b, c, x[7], 10, 0x432aff97); /**//* 50 */
    II(c, d, a, b, x[14], 15, 0xab9423a7); /**//* 51 */
    II(b, c, d, a, x[5], 21, 0xfc93a039); /**//* 52 */
    II(a, b, c, d, x[12], 6, 0x655b59c3); /**//* 53 */
    II(d, a, b, c, x[3], 10, 0x8f0ccc92); /**//* 54 */
    II(c, d, a, b, x[10], 15, 0xffeff47d); /**//* 55 */
    II(b, c, d, a, x[1], 21, 0x85845dd1); /**//* 56 */
    II(a, b, c, d, x[8], 6, 0x6fa87e4f); /**//* 57 */
    II(d, a, b, c, x[15], 10, 0xfe2ce6e0); /**//* 58 */
    II(c, d, a, b, x[6], 15, 0xa3014314); /**//* 59 */
    II(b, c, d, a, x[13], 21, 0x4e0811a1); /**//* 60 */
    II(a, b, c, d, x[4], 6, 0xf7537e82); /**//* 61 */
    II(d, a, b, c, x[11], 10, 0xbd3af235); /**//* 62 */
    II(c, d, a, b, x[2], 15, 0x2ad7d2bb); /**//* 63 */
    II(b, c, d, a, x[9], 21, 0xeb86d391); /**//* 64 */

    A += a;
    B += b;
    C += c;
    D += d;

}

main()
{
    int val = 0;
    while (1)
    {
        printf("Input file:");
        //gets(filename); //用get函数,避免scanf以空格分割数据,
        gets_s(filename, 200);
        //if (filename[0] == 34) filename[strlen(filename) - 1] = 0, strcpy(filename, filename + 1); //支持文件拖曳,但会多出双引号,这里是处理多余的双引号
        if (!strcmp(filename, "exit"))//输入exit退出
            exit(0); 
//      if (!(fp = fopen(filename, "rb"))) { printf("Can not open this file!\n"); continue; } //以二进制打开文件
        val = fopen_s(&fp, filename, "rb");
        if (val != 0)
        {
             printf("Can not open this file! val = \n",val);
             continue; 
        }
        fseek(fp, 0, SEEK_END); //文件指针转到文件末尾
        if ((len = ftell(fp)) == -1) //ftell函数返回long,最大为2GB,超出返回-1
        { 
            printf("Sorry! Can not calculate files which larger than 2 GB!\n");
            fclose(fp);
            continue; 
        } 
        rewind(fp); //文件指针复位到文件头
        A = 0x67452301, B = 0xefcdab89, C = 0x98badcfe, D = 0x10325476; //初始化链接变量
        flen[1] = len / 0x20000000; //flen单位是bit
        flen[0] = (len % 0x20000000) * 8;
        memset(x, 0, 64); //初始化x数组为0
        fread(&x, 4, 16, fp); //以4字节为一组,读取16组数据
        for (i = 0; i             md5();
            memset(x, 0, 64);
            fread(&x, 4, 16, fp);
        }
        ((char*)x)[len % 64] = 128; //文件结束补1,补0操作,128二进制即10000000
        if (len % 64>55)
        {
            md5();
            memset(x, 0, 64);
        }
        memcpy(x + 14, flen, 8); //文件末尾加入原文件的bit长度
        md5();
        fclose(fp);
        printf("MD5 Code:%08x%08x%08x%08x\n", PP(A), PP(B), PP(C), PP(D)); //高低位逆反输出
        printf("MD5 Code:A = %x, B = %x, C = %x, D = %x\n", PP(A), PP(B), PP(C), PP(D));
    }
}

   以上代码使用VS2013运行后，按照提示，输入验证文件的路径和文件名。点击回车后，该算符计算出文件的MD5校验码。

然后跟文件的MD5校验码(右键文件，选择 其它压缩命令，里面有计算MD5)进行比较，发现该算法计算的MD5校验码是正确的。

如下图所示：