MD5加密算法

MD5的算法在RFC1321中实际上已经提供了C的实现.C转换成Java对于一个有一定C语言基础的程序员并不困难，这两个语言的基本语法几乎完全一致．

把必须使用的一些#define的宏定义变成Class中的final static，这样保证在一个进程空间中的多个Instance共享这些数据
删去了一些无用的#if define，因为我只关心MD5，这个推荐的C实现同时实现了MD2 MD3和 MD4，而且有些#if define还和C不同编译器有关
将一些计算宏转换成final static 成员函数。
所有的变量命名与原来C实现中保持一致，在大小写上作一些符合Java习惯的变化，计算过程中的C函数变成了private方法(成员函数)。
关键变量的位长调整
定义了类和方法
需要注意的是，很多早期的C编译器的int类型是16 bit的，MD5使用了unsigned long int，并认为它是32bit的无符号整数。而在Java中int是32 bit的，long是64 bit的。在MD5的C实现中，使用了大量的位操作。这里需要指出的一点是，尽管Java提供了位操作，由于Java没有unsigned类型，对于右移位操作多提供了一个无符号右移：>>>，等价于C中的 >> 对于unsigned 数的处理。

因为Java不提供无符号数的运算，两个大int数相加就会溢出得到一个负数或异常，因此我将一些关键变量在Java中改成了long类型(64bit)。我个人认为这比自己去重新定义一组无符号数的类同时重载那些运算符要方便，同时效率高很多并且代码也易读，OO(Object Oriented)的滥用反而会导致效率低下。

MD5算法说明

一、补位
二、补数据长度
三、初始化MD5参数
四、处理位操作函数
五、主要变换过程
六、输出结果

补位：
MD5算法先对输入的数据进行补位，使得数据位长度LEN对512求余的结果是448。即数据扩展至K*512+448位。即K*64+56个字节，K为整数。
具体补位操作：补一个1，然后补0至满足上述要求。
补数据长度：
用一个64位的数字表示数据的原始长度B，把B用两个32位数表示。这时，数
据就被填补成长度为512位的倍数。
初始化MD5参数：
四个32位整数 (A,B,C,D) 用来计算信息摘要，初始化使用的是十六进制表
示的数字
A=0X01234567
B=0X89abcdef
C=0Xfedcba98
D=0X76543210

处理位操作函数：
X，Y，Z为32位整数。
F(X,Y,Z) = X&Y|NOT(X)&Z
G(X,Y,Z) = X&Z|Y?(Z)
H(X,Y,Z) = X xor Y xor Z
I(X,Y,Z) = Y xor (X|not(Z))

主要变换过程：
使用常数组T[1 ... 64]， T[i]为32位整数用16进制表示，数据用16个32位
的整数数组M[]表示。
具体过程如下：

/* 处理数据原文 */
For i = 0 to N/16-1 do

/*每一次，把数据原文存放在16个元素的数组X中. */
For j = 0 to 15 do
Set X[j] to M[i*16+j].
end /结束对J的循环

/* Save A as AA, B as BB, C as CC, and D as DD.
*/
AA = A
BB = B
CC = C
DD = D /* 第1轮*/
/* 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轮* */
/* 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轮*/
/* 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轮*/
/* 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]

/* 然后进行如下操作 */
A = A + AA
B = B + BB
C = C + CC
D = D + DD

end /* 结束对I的循环*/

原文:http://mkchen.blogchina.com/2353383.html