hash算法md5试验报告

1、哈尔滨工程大学实验报告实验名称：Hash算法MD5班级：学号：姓名：实验时间： 2014 年6月成绩：指导教师：实验室名称：哈尔滨工程大学实验室与资产管理处制一、实验名称Hash 算法MD 5二、实验目的通过实际编程了解MD5算法的加密和解密过程，加深对Hash算法的认 识。三、实验环境(实验所使用的器件、仪器设备名称及规格)运行 Windows 或 Linux 操作系统的 PC 机，具有 gcc(Linux)、VQ Windows) 等C语言编译环境。四、任务及其要求(1)利用自己所编的MD5程序对一个文件进行处理，计算它的Hash值，提交程序代程和运算结果。(2)微软的系统软件都有 MD5

2、验证，尝试查找软件的 MD5值。同时，在 Windows 操作系统中，通过开始运行f sigverif 命令，利用数字签名查找验证非 Windows 的系 统软件。五、实验设计(包括原理图、真值表、分析及简化过程、卡诺图、源代码等)在MD5算法中，首先需要对信息进行填充，使其字节长度与448卞H512同余，即信息的字节长度扩展至 n*512+448, n为一个正整数。填充的方法如下：在信息 的后面填充第一位为1,其余各位均为0,直到满足上面的条件时才停止用0对信息填充。然后，再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，现在的信息字节长度为n*512+448=

3、(n+1)*512 ,即长度恰好是512的整数倍，这样做的目的是为满足后面处理中后面处理中对信息长度 的要求。n个分组中第q个分组表示为Yq。MD5中有A、B、C、D,4个32位被称作链接变量的整数参数，它们的初始值分别为： A=01234567B=89abcdef,C=fedcba98 , D=当设置好这个4个链接变量后，就开始进入算法的4轮循环运算。循环的次数是信息中512位信息分组数目。首先将上面4个链接变量复制到另外 4个变量中A到AA, B到BB, C到CC D到DD以备后面进行处理。然后进入主循环，主循环有4轮，每轮循环都很相似。第1轮进行16次操作，每次操作对A、B、C和D中的其

4、中3个作一次非线性函数运算，然后将所得结果加上第4个变量，文本的一个子分组和一个常数。再将所得结果向左循环移S位，并加上A、B、C或D其中之一。最后用该结果取代 A、曰C或D其中之一。以下是每次操作中用到的 4个非线性函数(每轮一个)。F (B,C,D) =(BAC)V(BA D)(此处需修改)G (B,C,D) =(B A D) V (C A D) H (B,C,D) =B C DI (B,C,D) =C (B V D)(注：A是与，V是或,是非，是异或。)卜面为每一轮16步操作中的4次操作，16步操作按照一定次序顺序进行。)表示 A=B+(A+(F(B,C,D)+Mj+Ti)S)GG (A

5、,B,C,D,Mj,S,Ti)表示 A=B+(A+(G(G,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)(注： +”定义为mod 2的模运算。)Mj表示在第q个512位数据块中的第j个32位子分组，0WjW15。常数Ti可以有如下选择，在第i步中，Ti是96*abs(sin(i)的整数部分(注:96= 2。)，i的单位是弧度。其中， Ti是32位的随机数源，它消除了输入数据中任何规律性的特征。表1-4说明了四轮主循

6、环中每轮 16步操作的具体步骤。所有这些完成之后，将 A、B、C D分别加上AA BR CC DD,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 #include #include #include typedef unsigned char *POINTER;typedef unsigned short int UINT2;typedef unsigned long int UINT4;typedef structUINT4 state4;UINT4 count2;unsigned char buffer64; MD5_CTX;void MD5Init

7、(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 1

8、0#define S43 15#define S44 21static unsigned char PADDING64 = 0 x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, TOC o 1-5 h z 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;#defineF(x, y, z)(x) &(y)| (x)& (z)#defineG(x, y, z)(x) &(z)| (y)&(z)#define H(x,

9、 y, z) (x) A (y) A (z)#define I(x, y, z) (y)人(x) | (z)#define ROTATE_LEFT(x, n) (x) (32-(n)#define FF(a, b, c, d, x, s, ac) (a)+= F (b), (c), (d) + (x) + (UINT4)(ac); TOC o 1-5 h z (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)= ROTA

10、TE_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, u

11、nsigned int len)unsigned int i, j;for (i = 0, j = 0; j 8)outputj+1 = (unsigned char)(inputi& 0 xff);outputj+2=(unsignedchar)(inputi16)& 0 xff);outputj+3=(unsignedchar)(inputi24)& 0 xff);inline void Decode(UINT4 *output, unsigned char*input, unsigned int len) unsigned int i, j;for (i = 0, j = 0; j le

12、n; i+, j+= 4)outputi=(UINT4)inputj)(UINT4)inputj+1) 8) |(UINT4)inputj+2) 16) | (UINT4)inputj+3)count0 = context-count1 = 0;context-state0 = 0 x;context-state1 = 0 xefcdab89;context-state2 = 0 x98badcfe;context-state3 = 0 x;)inline voidMD5Update(MD5_CTX *context, unsignedchar *input, unsigned int inp

13、utLen)(unsigned int i, index, partLen;index = (unsigned int)(context-count0 3)& 0 x3F);count0+= (UINT4)inputLen3) (UINT4)inputLen count1+;context-count1 += (UINT4)inputLen 29);partLen = 64 - index;if (inputLen = partLen) memcpy(POINTER)&context-bufferindex,partLen);MD5Transform(context-state, contex

14、t-buffer);for (i = partLen; i + 63 state, &inputi);index = 0;elsei = 0;memcpy(POINTER)&context-bufferindex,(POINTER)&inputi, inputLen-i);inline void MD5Final(unsigned charMD5_CTX *context)unsigned char bits8;(POINTER)input,digest16,unsigned int index, padLen;Encode (bits, context-count, 8);index = (

15、unsigned int)(context-count0 3) & 0 x3f);padLen = (index state, 16);memset (POINTER)context, 0, sizeof (*context); void MD5Digest(char *pszInput, unsigned long nInputSize, char *pszOutPut)MD5_CTX context;unsigned int len = strlen (pszInput);MD5Init (&context);MD5Update (&context, (unsigned char *)ps

16、zInput, len);MD5Final (unsigned char *)pszOutPut, &context);Int main() char szDigest16;char encrypt200;printf(请输入要计算MD5fi的字符串:);gets(encrypt);printf(n加密结果:);MD5Digest(encrypt,strlen(encrypt),szDigest);int i;for(i=0;i16;i+)printf(%02X,(unsignedchar)szDigesti);getchar();六、实验步骤.算法分析在光盘中附加了有关MD5算法的头文件和，

17、根据所提供的文件分析MD5算法的实现过程。下面简单介绍所用到的结构体变量和函数。程序中用到的结构体变量如下：typedef struct md5_stateulong64 lengty;ulong32 state4,curlen;unsigned char buf64;md5_state;length 记录已经处理过的位数， curlen 记录已经处理过的字节数，数组 state存储上面所说的4个链接变量，buf作为处理过程中的缓存。程序中用到的函数如下：void md5_init(md5_state *md)函数名称：初始化函数参数说明：md指向一个上面所提到的结构体变量。初始化时把 cur

18、len和length 置为0,并把4个链接变量储存到state中。int md5_process(md5_state *md, const unsigned char *buf, unsignedlong len)函数名称：处理函数参数说明：md指向经过初过初始化函数处理过的一个结构体变量。3buf指向待处理的信息。len是buf中信息的长度，以字节为单位。这个函数对待处理的信息以512位为单位进行压缩，不足的部分存储在结构体中的buf 中，并且用len来指示信息的末尾，这样下次调用时会接着上一次的结果进行。int md5_done(md5_state *md, unsigned char *

19、Hash)函数名称：完成函数参数说明：md指向上面所处理过的结构体。Hash指向存储结果的缓冲区。这个函数对未完成的信息先进行padding操作，然后处理，并把最终结果存在Hash 指向的缓冲区中。1) int md5_text(void)函数名称：测试函数这个函数对上面的3个函数进行测试。函数内部定义了一组信息和Hash结果一一对应的数组。通过调用上面的 3个函数，并把结果和正确结果相比较，可以判断程序正确与否。.使用实例分析下面的程序实现了对“hello,world ”进行MD5处理的功能，可以作为调用MD5函数接口的参考。#includeint main( int argc,char *argv口)md5_state md;unsigned char *in= hello, world! ,out16;md5_init(&md);md5_process(&md,in,strlen(in);md5_done(&md,out);printf( %S ，out);system( PAUSE );return 0;说明：由于程序中所用的结构体只在初始化函数中赋初始值，其中间过程可以保留下来，所以对一段信息分多次处理可以得到同样的结果。比如说使用下面的语句可以得到和上面