md5算法
/*
对MD5算法简要的叙述可以为：MD5以512位分组来处理输入的信息，且每一分组又被划分为16个32位子分组，
经过了一系列的处理后，算法的输出由四个32位分组组成，将这四个32位分组级联后将生成一个128位散列值。
在MD5算法中，首先需要对信息进行填充，使其位长对512求余的结果等于448。因此，信息的位长（Bits
Length）将被扩展至N*512+448，N为一个非负整数，N可以是零。填充的方法如下，在信息的后面填充一个1
和无数个0，直到满足上面的条件时才停止用0对信息的填充。然后，在这个结果后面附加一个以64位二进制
表示的填充前信息长度。经过这两步的处理，现在的信息的位长=N*512+448+64=(N+1)*512，即长度恰好是
512的整数倍。这样做的原因是为满足后面处理中对信息长度的要求。
MD5中有四个32位被称作链接变量（Chaining Variable）的整数参数，他们分别为：A=0x67452301，
B=0xefcdab89，C=0x98badcfe，D=0x10325476。当设置好这四个链接变量后，就开始进入算法的四轮循环运算。
循环的次数是信息中512位信息分组的数目。
将上面四个链接变量复制到另外四个变量中：A到a，B到b，C到c，D到d。主循环有四轮（MD4只有三轮），
每轮循环都很相似。第一轮进行16次操作。每次操作对a、b、c和d中的其中三个作一次非线性函数运算，
然后将所得结果加上第四个变量，文本的一个子分组和一个常数。再将所得结果向左环移一个不定的数，
并加上a、b、c或d中之一。最后用该结果取代a、b、c或d中之一。
所有这些完成之后，将A、B、C、D分别加上a、b、c、d。然后用下一分组数据继续运行算法，
最后的输出是A、B、C和D的级联。
*/
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
typedef unsigned char *POINTER;
typedef unsigned short int UINT2;
typedef unsigned long int UINT4;
typedef struct
{
UINT4 state[4];
UINT4 count[2];
unsigned char buffer[64];
} MD5_CTX;
void MD5Init(MD5_CTX *);
void MD5Update(MD5_CTX *, unsigned char *, unsigned int);
void MD5Final(unsigned char [16], MD5_CTX *);
#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
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
};
#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 ROTATE_LEFT(x, n) (((x) << (n)) | ((x) >> (32-(n))))
#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); }
inline 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);
}
}
inline 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);
}
}
inline 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);
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 */
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 */
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 */
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;
memset ((POINTER)x, 0, sizeof (x));
}
inline void MD5Init(MD5_CTX *context)
{
context-> count[0] = context-> count[1] = 0;
/*state这4个值是专家研究出来的，不是任意设的*/
context-> state[0] = 0x67452301;
context-> state[1] = 0xefcdab89;
context-> state[2] = 0x98badcfe;
context-> state[3] = 0x10325476;
}
/*输入:input是往buffer写入的信息，
inputLen是往buffer写入信息的长度
简介:
这个函数是给buffer填充信息，需要三次，
1.把输入信息放入 2.把填充字段放入最后一个512字节凑够448字节 3.把输入信息长度存最后一个512字节的后64字节
其中每一个转换后buffer里的长度都存入context-> count中。
等三次后，开始执行MD5Transform()函数进行转换，转换后信息放入context-> state中
*/
inline void MD5Update(MD5_CTX *context, unsigned char *input, unsigned int inputLen)
{
unsigned int i,index,partLen;
index = (unsigned int)((context-> count[0] >> 3) & 0x3F);
if( (context-> count[0] += ((UINT4)inputLen << 3)) < ((UINT4)inputLen << 3))
{
context-> count[1]++;
}
context-> count[1] += ((UINT4)inputLen >> 29);
partLen = 64 - index;
if(inputLen >= partLen) //如果填充完毕，则进行换算
{
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;
}
memcpy((POINTER)&context-> buffer[index], (POINTER)&input[i], inputLen-i); //进行填充
}
inline void MD5Final(unsigned char digest[16], MD5_CTX *context)
{
unsigned char bits[8];
unsigned int index, padLen;
Encode (bits, context-> count, 8); //把输入信息长度放入bit中
index = (unsigned int)((context-> count[0] >> 3) & 0x3f); //输入信息的长度模512后的长度，即输入信息的最后512位占了几位
padLen = (index < 56) ? (56 - index) : (120 - index); //算出补充多少个位，就可以给最后一个512凑够448
MD5Update (context, PADDING, padLen); //填充信息，使最后512位凑够448
MD5Update (context, bits, 8); //在448后面填充输入信息长度，此次填充64位，凑够512，然后进行转换
Encode (digest, context-> state, 16); //把state中信息转换到digest中，从而输出加密结果
memset ((POINTER)context, 0, sizeof (*context));
}
/*MD5加密主函数*/
void MD5Digest(char *pszInput, unsigned long nInputSize, char *pszOutPut)
{
MD5_CTX context;
MD5Init(&context); //初始化context信息
/*此次执行MD5Update函数目的是把输入信息放入context的buffer元素中，并给count[0]赋上输入信息的长度值，单位是字节*/
MD5Update(&context, (unsigned char *)pszInput, nInputSize);
MD5Final((unsigned char *)pszOutPut, &context);
}
int main(int argc,char *argv[])
{
char pszString[16]="abcdef"; //输入字符串，这个字符串可以是任意长度，此例用16个字节
char szDigest[16]; //输出结果
int i;
/*MD5加密主函数*/
MD5Digest( pszString, strlen(pszString), szDigest);
/*打印这128个散列值*/
for(i=0;i<16;i++)
{
printf("szDigest[%d]=%d\n",i,szDigest[i]);
}
return 0;
}
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