一评也、MD5簡介
MD5的全稱是Message-Digest Algorithm 5（信息-摘要算法）缀程。其作用是對(duì)一段信息(該信息可以很大)生成信息摘要(很小)，該摘要對(duì)該信息具有唯一性,可以作為數(shù)字簽名。用于驗(yàn)證文件的有效性(是否有丟失或損壞的數(shù)據(jù)屹堰，云盤對(duì)文件的校驗(yàn)也是使用MD5) 和對(duì)用戶密碼的加密等。
需要說明的是唯一性和不可逆性都不是絕對(duì)的街氢，從理論上分析是一種多對(duì)一的關(guān)系扯键，但兩個(gè)不同的信息產(chǎn)生相同摘要的概率很小。不可逆是指從輸出反推輸入所需的運(yùn)算量和計(jì)算時(shí)間太大珊肃，使用窮搜字典的方法又需要太多的存儲(chǔ)空間荣刑。所以MD5也并非完全安全的，現(xiàn)在可以搜索到許多MD5的破解軟件伦乔。
二厉亏、算法描述
算法輸入是一個(gè)字節(jié)串，每個(gè)字節(jié)是8個(gè)bit.
算法的執(zhí)行分為以下幾個(gè)步驟：
1.補(bǔ)位：
MD5算法先對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)位烈和，使得數(shù)據(jù)的長度(以byte為單位)對(duì)64求余的結(jié)果是56爱只。
即數(shù)據(jù)擴(kuò)展至LEN=K*64+56個(gè)字節(jié)，K為整數(shù)招刹。
補(bǔ)位方法：補(bǔ)一個(gè)1恬试，然后補(bǔ)0至滿足上述要求。相當(dāng)于補(bǔ)一個(gè)0x80的字節(jié)疯暑，再補(bǔ)值為0的字節(jié)训柴。這一步里總共補(bǔ)充的字節(jié)數(shù)為0～63個(gè)。
2.附加數(shù)據(jù)長度：
用一個(gè)64位的整數(shù)表示數(shù)據(jù)的原始長度(以bit為單位)妇拯，將這個(gè)數(shù)字的8個(gè)字節(jié)按低位的在前幻馁，
高位在后的順序附加在補(bǔ)位后的數(shù)據(jù)后面。這時(shí)越锈，數(shù)據(jù)被填補(bǔ)后的總長度為：LEN = K64+56+8=(K+1)64 Bytes宣赔。
※注意那個(gè)64位整數(shù)是輸入數(shù)據(jù)的原始長度而不是填充字節(jié)后的長度,我就在這里栽了跟頭.
3.初始化MD5參數(shù)：
有四個(gè)32位整數(shù)變量 (A,B,C,D) 用來計(jì)算信息摘要，每一個(gè)變量被初始化成以下以十六進(jìn)制數(shù)表示的數(shù)值瞪浸，低位的字節(jié)在前面儒将。
word A: 01 23 45 67
word B: 89 ab cd ef
word C: fe dc ba 98
word D: 76 54 32 10
※注意低位的字節(jié)在前面指的是Little Endian平臺(tái)上內(nèi)存中字節(jié)的排列方式，而在程序中書寫時(shí)对蒲，要寫成：
A=0x67452301
B=0xefcdab89
C=0x98badcfe
D=0x10325476
4.定義四個(gè)MD5基本的按位操作函數(shù)：
X钩蚊，Y贡翘，Z為32位整數(shù)。
F(X,Y,Z) = (X and Y) or (not(X) and Z)
G(X,Y,Z) = (X and Z) or (Y and not(Z))
H(X,Y,Z) = X xor Y xor Z
I(X,Y,Z) = Y xor (X or not(Z))
再定義四個(gè)分別用于四輪變換的函數(shù)砰逻。設(shè)Mj表示消息的第j個(gè)子分組（從0到15）鸣驱，<<<s表示循環(huán)左移s位，則四種操作為：
FF(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+(F(b,c,d)+Mj+ti)<<<s)
GG(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+(G(b,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)
5.對(duì)輸入數(shù)據(jù)作變換蝠咆。
處理數(shù)據(jù)踊东，N是總的字節(jié)數(shù)，以64個(gè)字節(jié)為一組刚操，每組作一次循環(huán)闸翅，每次循環(huán)進(jìn)行四輪操作。要變換的64個(gè)字節(jié)用16個(gè)32位的整數(shù)數(shù)組M[0 ...15]表示菊霜。而數(shù)組T[1 ... 64]表示一組常數(shù)坚冀， T[i]為4294967296*abs(sin(i))的32位整數(shù)部分，i的單位是弧度,i的取值從1到64鉴逞。具體過程如下：
/* 設(shè)置主循環(huán)變量 */
For i = 0 to N/16-1 do
/*每循環(huán)一次记某，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[i16+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
Next i /* 結(jié)束對(duì)I的循環(huán)*/
6.輸出結(jié)果。
A构捡，B液南，C，D連續(xù)存放勾徽，共16個(gè)字節(jié)贺拣，128位。按十六進(jìn)制依次輸出這個(gè)16個(gè)字節(jié)捂蕴。
三譬涡、算法實(shí)現(xiàn)
@implementation CATSecurity
#pragma mark --
#pragma mark -- MD5
/**
* get data's md5 string
*
* @param data source data
*
* @return md5 string
*/
+(NSString *)md5StringWithData:(NSData *)data{
unsigned char result[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
CC_MD5(data.bytes, (CC_LONG)data.length, result);
return [NSString stringWithFormat:
@"%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x%02x",
result[0], result[1], result[2], result[3],
result[4], result[5], result[6], result[7],
result[8], result[9], result[10], result[11],
result[12], result[13], result[14], result[15]
];
}
/**
* get data's md5 data
*
* @param data source data
*
* @return md5 data
*/
+(NSData *)md5DataWithData:(NSData *)data{
unsigned char result[CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
CC_MD5(data.bytes, (CC_LONG)data.length, result);
return [NSData dataWithBytes:result length:CC_MD5_DIGEST_LENGTH];
}
/**
* get string's md5 string
*
* @param str source string
*
* @return md5 string
*/
+(NSString *)md5StringWithString:(NSString *)str{
NSData* data = [str dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
return [self md5StringWithData:data];
}
@end
四、算法優(yōu)化
加鹽MD5（鹽的復(fù)雜度決定了增加的破解難度）
/**
* get string's md5 string
*
* @param str source string
* @param salt salt string
*
* @return md5 string
*/
+(NSString *)md5StringWithString:(NSString *)str salt:(NSString *)salt{
NSString* strTmp = [str stringByAppendingString:salt];
return [self md5StringWithString:strTmp];
}
二次MD5（容易被找到規(guī)律而破解）
/**
* get string's multiple md5 string
*
* @param str source string
*
* @return md5 string
*/
+(NSString *)md5StringMultipleWithString:(NSString *)str{
NSString* strTmp = [self md5StringWithString:str];
strTmp = [self md5StringWithString:strTmp];
return strTmp;
}
MD5后亂序（破解難度較大）
/**
* get string's disorder md5 string
*
* @param str source string
*
* @return md5 string
*/
+(NSString *)md5StringDisorderWithString:(NSString *)str{
NSString *ss = [self md5StringWithString:str];
NSString *header = [ss substringToIndex:2];
NSString *footer = [ss substringFromIndex:2];
ss = [footer stringByAppendingString:header];
return ss;
}
最后附上工程地址啥辨。
