Message Digest Algorithm MD5（消息摘要算法第五版）為計(jì)算機(jī)安全領(lǐng)域廣泛使用的一種散列函數(shù)，用以提供消息的完整性保護(hù)。
該算法的文件號為RFC 1321（R.Rivest,MIT Laboratory for Computer Science and RSA Data Security Inc. April 1992）
在90年代初由MIT Laboratory for Computer Science和RSA Data Security Ic,的Ronald L. Rivest開發(fā)出來鲫骗，經(jīng)MD2、MD3和MD4發(fā)展而來江锨。它的作用是讓大容量信息在用數(shù)字簽名軟件簽署私人密鑰前被"壓縮"成一種保密的格式（就是把一個(gè)任意長度的字節(jié)串變換成一定長的大整數(shù)）戏锹。
MD5最廣泛被用于各種軟件的密碼認(rèn)證和鑰匙識別上。通俗的講就是人們講的序列號拄氯。
MD2算法
Rivest在1989年開發(fā)出MD2算法躲查。在這個(gè)算法中，首先對信息進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)位译柏，使信息的字節(jié)長度是16的倍數(shù)镣煮。然后，以一個(gè)16位的檢驗(yàn)和追加到信息末尾鄙麦，并且根據(jù)這個(gè)新產(chǎn)生的信息計(jì)算出散列值典唇。后來邮弹，Rogier和Chauvaud發(fā)現(xiàn)如果忽略了檢驗(yàn)將和MD2產(chǎn)生沖突。MD2算法加密后結(jié)果是唯一的（即不同信息加密后的結(jié)果不同）蚓聘。
MD4算法
為了加強(qiáng)算法的安全性腌乡，Rivest在1990年又開發(fā)出MD4算法。MD4算法同樣需要填補(bǔ)信息以確保信息的比特位長度加上448后能被512整除（信息比特位長度mod 512 = 448）夜牡。Den boer和Bosselaers以及其他人很快的發(fā)現(xiàn)了攻擊MD4版本中第一步和第三步的漏洞与纽。
盡管MD4算法在安全上有個(gè)這么大的漏洞，但它對在其后才被開發(fā)出來的好幾種信息安全加密算法的出現(xiàn)卻有著不可忽視的引導(dǎo)作用塘装。除了MD5以外急迂，其中比較有名的還有sha-1、RIPEMD以及Haval等蹦肴。
MD5算法
一年以后僚碎，即1991年，Rivest開發(fā)出技術(shù)上更為趨近成熟的md5算法阴幌。它在MD4的基礎(chǔ)上增加了"安全-帶子"（safety-belts）的概念勺阐。雖然MD5比MD4稍微慢一些，但卻更為安全矛双。這個(gè)算法很明顯的由四個(gè)和MD4設(shè)計(jì)有少許不同的步驟組成渊抽。在MD5算法中，信息-摘要的大小和填充的必要條件與MD4完全相同议忽。Den boer和Bosselaers曾發(fā)現(xiàn)MD5算法中的假?zèng)_突（pseudo-collisions）懒闷，但除此之外就沒有其他被發(fā)現(xiàn)的加密后結(jié)果了。
Van oorschot和Wiener曾經(jīng)考慮過一個(gè)在散列中暴力搜尋沖突的函數(shù)（brute-force hash function）栈幸，而且他們猜測一個(gè)被設(shè)計(jì)專門用來搜索MD5沖突的機(jī)器（這臺(tái)機(jī)器在1994年的制造成本大約是一百萬美元）可以平均每24天就找到一個(gè)沖突愤估。但單從1991年到2001年這10年間，竟沒有出現(xiàn)替代MD5算法的MD6或被叫做其他什么名字的新算法這一點(diǎn)速址，我們就可以看出這個(gè)瑕疵并沒有太多的影響MD5的安全性玩焰。上面所有這些都不足以成為MD5的在實(shí)際應(yīng)用中的問題。并且壳繁，由于MD5算法的使用不需要支付任何版權(quán)費(fèi)用的震捣，所以在一般的情況下（非絕密應(yīng)用領(lǐng)域。但即便是應(yīng)用在絕密領(lǐng)域內(nèi)闹炉，MD5也不失為一種非常優(yōu)秀的中間技術(shù)）蒿赢，MD5怎么都應(yīng)該算得上是非常安全的了。
MD5用的是哈希函數(shù),在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用較多的不可逆加密算法有RSA公司發(fā)明的MD5算法和由美國國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究所建議的安全散列算法SHA渣触。
算法的應(yīng)用
1.對信息產(chǎn)生摘要
MD5的典型應(yīng)用是對一段信息（Message）產(chǎn)生信息摘要（Message-Digest）羡棵，以防止被篡改。比如嗅钻，在UNIX下有很多軟件在下載的時(shí)候都有一個(gè)文件名相同皂冰，文件擴(kuò)展名為.md5的文件店展，在這個(gè)文件中通常只有一行文本，大致結(jié)構(gòu)如：
MD5 (文件abc.tar.gz) = 0ca175b9c0f726a831d895e244332461
這就是 “文件abc.tar.gz” 的數(shù)字簽名秃流。MD5將整個(gè)文件當(dāng)作一個(gè)大文本信息赂蕴，通過其不可逆的字符串變換算法，產(chǎn)生了這個(gè)唯一的MD5信息摘要舶胀。
地球上任何人都有自己獨(dú)一無二的指紋概说，這常常成為鑒別罪犯身份最值得信賴的方法；與之類似嚣伐，MD5就可以為任何文件（不管其大小糖赔、格式、數(shù)量）產(chǎn)生一個(gè)同樣獨(dú)一無二的“數(shù)字指紋”轩端，如果任何人對文件做了任何改動(dòng)放典，其MD5值也就是對應(yīng)的“數(shù)字指紋”都會(huì)發(fā)生變化。
我們常常在某些軟件下載站點(diǎn)的某軟件信息中看到其MD5值基茵，它的作用就在于我們可以在下載該軟件后奋构，對下載回來的文件用專門的軟件（如Windows MD5 Check等）做一次MD5校驗(yàn)，以確保我們獲得的文件與該站點(diǎn)提供的文件為同一文件耿导。利用MD5算法來進(jìn)行文件校驗(yàn)的方案被大量應(yīng)用到軟件下載站声怔、論壇數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)文件安全等方面舱呻。
2.對字節(jié)串產(chǎn)生指紋
MD5的典型應(yīng)用是對一段Message(字節(jié)串)產(chǎn)生fingerprint(指紋)，以防止被“篡改”悠汽。舉個(gè)例子箱吕，你將一段話寫在一個(gè)叫 myfile.txt文件中，并對這個(gè)myfile.txt產(chǎn)生一個(gè)MD5的值并記錄在案柿冲，然后你可以傳播這個(gè)文件給別人茬高，別人如果修改了文件中的任何內(nèi)容，你對這個(gè)文件重新計(jì)算MD5時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)（兩個(gè)MD5值不相同）假抄。如果再有一個(gè)第三方的認(rèn)證機(jī)構(gòu)怎栽，用MD5還可以防止文件作者的“抵賴”，這就是所謂的數(shù)字簽名應(yīng)用宿饱。
3.登錄認(rèn)證
MD5還廣泛用于操作系統(tǒng)的登陸認(rèn)證上熏瞄，如Unix、各類BSD系統(tǒng)登錄密碼谬以、數(shù)字簽名等諸多方强饮。如在UNIX系統(tǒng)中用戶的密碼是以MD5（或其它類似的算法）經(jīng)Hash運(yùn)算后存儲(chǔ)在文件系統(tǒng)中。當(dāng)用戶登錄的時(shí)候为黎，系統(tǒng)把用戶輸入的密碼進(jìn)行MD5 Hash運(yùn)算邮丰，然后再去和保存在文件系統(tǒng)中的MD5值進(jìn)行比較行您，進(jìn)而確定輸入的密碼是否正確。通過這樣的步驟剪廉，系統(tǒng)在并不知道用戶密碼的明碼的情況下就可以確定用戶登錄系統(tǒng)的合法性娃循。這可以避免用戶的密碼被具有系統(tǒng)管理員權(quán)限的用戶知道。MD5將任意長度的“字節(jié)串”映射為一個(gè)128bit的大整數(shù)斗蒋，并且是通過該128bit反推原始字符串是困難的捌斧，換句話說就是，即使你看到源程序和算法描述吹泡，也無法將一個(gè)MD5的值變換回原始的字符串骤星，從數(shù)學(xué)原理上說，是因?yàn)樵嫉淖址袩o窮多個(gè)爆哑，這有點(diǎn)象不存在反函數(shù)的數(shù)學(xué)函數(shù)洞难。所以，要遇到了md5密碼的問題揭朝，比較好的辦法是：你可以用這個(gè)系統(tǒng)中的md5()函數(shù)重新設(shè)一個(gè)密碼队贱，如admin，把生成的一串密碼的Hash值覆蓋原來的Hash值就行了潭袱。
正是因?yàn)檫@個(gè)原因柱嫌，現(xiàn)在被黑客使用最多的一種破譯密碼的方法就是一種被稱為"跑字典"的方法。有兩種方法得到字典屯换，一種是日常搜集的用做密碼的字符串表编丘，另一種是用排列組合方法生成的，先用MD5程序計(jì)算出這些字典項(xiàng)的MD5值彤悔，然后再用目標(biāo)的MD5值在這個(gè)字典中檢索嘉抓。我們假設(shè)密碼的最大長度為8位字節(jié)（8 Bytes），同時(shí)密碼只能是字母和數(shù)字晕窑，共26+26+10=62個(gè)字符抑片，排列組合出的字典的項(xiàng)數(shù)則是P(62,1)+P(62,2)….+P(62,8)，那也已經(jīng)是一個(gè)很天文的數(shù)字了杨赤，存儲(chǔ)這個(gè)字典就需要TB級的磁盤陣列敞斋，而且這種方法還有一個(gè)前提，就是能獲得目標(biāo)賬戶的密碼MD5值的情況下才可以疾牲。這種加密技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于UNIX系統(tǒng)中植捎，這也是為什么UNIX系統(tǒng)比一般操作系統(tǒng)更為堅(jiān)固一個(gè)重要原因。
