MD5源代码分析、供大家学习

无聊之际，把加密的算法给大家。

// shiyan.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。

//#include "stdafx.h"

#include <stdio.h>

#include <time.h>

#include <string.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

#ifndef PROTOTYPES

#define PROTOTYPES 0

#endif

/* PROTO_LIST is defined depending on how PROTOTYPES is defined above.

If using PROTOTYPES, then PROTO_LIST returns the list, otherwise it

  returns an empty list.*/

#if PROTOTYPES

#define PROTO_LIST(list) list

#else

#define PROTO_LIST(list) ()

#endif

/* F, G, H and I are basic MD5 functions.*/

#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 rotates x left n bits.*/

 #define ROTATE_LEFT(x, n) (((x) << (n)) | ((x) >> (32-(n))))

/* FF, GG, HH, and II transformations for rounds 1, 2, 3, and 4.

Rotation is separate from addition to prevent recomputation.*/

#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); \

}

#define MD_CTX MD5_CTX

#define MDInit MD5Init

#define MD5Update MD5Update

#define MDFinal MD5Final

/* Length of test block, number of test blocks.*/

#define TEST_BLOCK_LEN 10000

#define TEST_BLOCK_COUNT 10000

/* POINTER defines a generic pointer type */

typedef unsigned char *POINTER;

/* UINT2 defines a two byte word */

typedef unsigned short int UINT2;

/* UINT4 defines a four byte word */

typedef unsigned long int UINT4;

/* MD5 context. */

typedef struct {

UINT4 state[4];                                   /* state (ABCD) */

UINT4 count[2];        /* number of bits, modulo 2^64 (lsb first) */

unsigned char buffer[64];                         /* input buffer */

} 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 *));

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

};

/* MD5 initialization. Begins an MD5 operation, writing a new context.*/

void MD5Init (MD5_CTX *context)

{                                       /* context */

context->count[0] = context->count[1] = 0;

/* Load magic initialization constants.*/

context->state[0] = 0x67452301;

context->state[1] = 0xefcdab89;

context->state[2] = 0x98badcfe;

context->state[3] = 0x10325476;

}

/* Note: Replace "for loop" with standard memcpy if possible.*/

static void MD5_memcpy (POINTER output, POINTER input,unsigned int len)

{

unsigned int i;

for (i = 0; i < len; i++)

output[i] = input[i];

}

/* Note: Replace "for loop" with standard memset if possible.*/

static void MD5_memset (POINTER output,int value,unsigned int  len)

{

unsigned int i;

for (i = 0; i < len; i++)

((char *)output)[i] = (char)value;

}

/* Decodes input (unsigned char) into output (UINT4). Assumes len isa multiple of 4.*/

static void Decode (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);

}

/* MD5 basic transformation. Transforms state based on block.*/

static void MD5Transform (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;

/* Zeroize sensitive information.*/

MD5_memset ((POINTER)x, 0, sizeof (x));

}

/* MD5 block update operation. Continues an MD5 message-digest

  operation, processing another message block, and updating the

  context.*/

void MD5Update (MD5_CTX *context,unsigned char *input,unsigned int inputLen)

{

unsigned int i, index, partLen;

/* Compute number of bytes mod 64 */

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;

/* Transform as many times as possible.*/

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;

/* Buffer remaining input */

MD5_memcpy((POINTER)&context->buffer[index], (POINTER)&input[i],inputLen-i);

}

/* Encodes input (UINT4) into output (unsigned char). Assumes len is a multiple of 4.*/

static void Encode (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);

}

}

/* MD5 finalization. Ends an MD5 message-digest operation, writing the

  the message digest and zeroizing the context.*/

void MD5Final (unsigned char digest[16], MD5_CTX *context)

{

unsigned char bits[8];

unsigned int index, padLen;

/* Save number of bits */

Encode (bits, context->count, 8);

/* Pad out to 56 mod 64.*/

index = (unsigned int)((context->count[0] >> 3) & 0x3f);

padLen = (index < 56) ? (56 - index) : (120 - index);

MD5Update (context, PADDING, padLen);

/* Append length (before padding) */

MD5Update (context, bits, 8);

/* Store state in digest */

Encode (digest, context->state, 16);

/* Zeroize sensitive information.*/

MD5_memset ((POINTER)context, 0, sizeof (*context));

}

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]));

/* Main driver.*/

/* Prints a message digest in hexadecimal.*/

static void MDPrint (unsigned char digest[16])

{

unsigned int i;

for (i = 0; i < 16; i++)

printf ("%02x", digest[i]);

}

/* Digests a string and prints the result. */

static void MDString (char *string)

{

MD5_CTX context;

unsigned char digest[16];

unsigned int len = strlen (string);

MD5Init (&context);

MD5Update (&context,(unsigned char*)string,len);

MD5Final (digest, &context);

printf ("MD5 (\"%s\") = ",string);

MDPrint (digest);

printf ("\n");

}

/* Measures the time to digest TEST_BLOCK_COUNT TEST_BLOCK_LEN-byte blocks.*/

 

static void MDTimeTrial ()

{

MD5_CTX context;

time_t endTime, startTime;

unsigned char block[TEST_BLOCK_LEN], digest[16];

unsigned int i;

printf("MD5 time trial. Digesting %d %d-byte blocks ...", TEST_BLOCK_LEN, TEST_BLOCK_COUNT);

/* Initialize block */

for (i=0;i<TEST_BLOCK_LEN;i++)

block[i] = (unsigned char)(i&0xff);

/* Start timer */

time (&startTime);

/* Digest blocks */

MD5Init (&context);

for (i = 0; i<TEST_BLOCK_COUNT; i++)

 MD5Update (&context, block, TEST_BLOCK_LEN);

MD5Final (digest, &context);

/* Stop timer */

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));

}

/* Digests a reference suite of strings and prints the results.*/

static void MDTestSuite ()

{

printf ("MD5 test suite:\n");

MDString ("");

MDString ("a");

MDString ("abc");

MDString ("message digest");

MDString ("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz");

MDString("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789");

MDString("1234567890123456789012345678901234567890\1234567890123456789012345678901234567890");

}

/* Digests a file and prints the result. */

static void MDFile (char *filename)

{

FILE *file;

MD5_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 {

MD5Init (&context);

while (len = fread (buffer, 1, 1024, file))

MD5Update (&context, buffer, len);

MD5Final (digest, &context);

fclose (file);

printf ("MD5 (%s) = ",filename);

MDPrint (digest);

printf ("\n");

}

}

/* Digests the standard input and prints the result.*/

static void MDFilter ()

{

MD5_CTX context;

int len;

unsigned char buffer[16], digest[16];

MD5Init (&context);

while(len = fread (buffer, 1, 16, stdin)<16)

MD5Update (&context, buffer, len);

MD5Final (digest, &context);

MDPrint (digest);

printf ("\n");

}

int menu(){      //菜单选择

int i;

printf("@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@\n");

printf("@@                     【1】digests string                 @@\n");

printf("@@                     【2】runs time trial                @@\n");

printf("@@                     【3】runs test script               @@\n");

printf("@@                     【4】digests file                   @@\n");

printf("@@                     【5】digests standard input         @@\n");

printf("@@                     【0】退出                           @@\n");

printf("@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@\n");

printf("请选择0~6操作:\n");

for(;;){

scanf("%d",&i);

if(i<0||i>5)

printf("选择错误，请重新选择操作，O(∩_∩)O~：\n");

else 

break;

}

return i;

}

void main(){

while(1){

switch(menu()){

case 1:

char str[1024]; 

printf("请输入字符串：");

scanf("%s",str);

MDString(str);

break; 

case 2:

MDTimeTrial ();

break;

case 3:

MDTestSuite ();

break;

case 4:

char str1[128];

printf("请输入文件路径及文件名：");

scanf("%s",str1);

MDFile(str1);

break;

case 5:

MDFilter ();

break;

case 0:

return;

}

}

}

（龙铭洪）

转载请注明。如果有什么问题，请注明或留言。