MD5加密算法是一種單向加密算法，即數(shù)據(jù)只能加密，而不能被解密。MD5加密算法有兩個非常重要的特性：第一是任意兩段數(shù)據(jù)，加密之后的密文是不相同的；第二是任意一段數(shù)據(jù)，經(jīng)過加密以后，其結(jié)果永遠(yuǎn)是相同的。MD5加密算法在數(shù)字簽名、電子商務(wù)、銀行系統(tǒng)、證券系統(tǒng)、信息加密等領(lǐng)域中有著非常廣泛的應(yīng)用。那么，我今天就給大家介紹一下基于C語言的MD5加密算法如何實現(xiàn)。

一、MD5加密算法的原理與描述

MD5加密算法可以簡要的敘述為：MD5以512位分組來處理輸入的數(shù)據(jù)，且每一分組又被劃分為16個32位子分組，經(jīng)過一系列的處理后，算法的輸出由四個32位分組組成，將這四個32位分組級聯(lián)后將生成一個128位散列值，此散列值就是我們所需要的密文。MD5加密算法的具體步驟分析如下：

第一步：補位

首先對輸入的數(shù)據(jù)進行補位，使得數(shù)據(jù)位長度（BitsLength）對512求余，其結(jié)果是448。補位始終要進行，即使數(shù)據(jù)位對512求余的結(jié)果已經(jīng)是448。因此，數(shù)據(jù)位長度將被擴展至N*512+448，即N*64+56個字節(jié)(Bytes)，N為一個正整數(shù)。補位的方法是，在數(shù)據(jù)的后面填充一個1和無數(shù)個0，直到滿足上面的條件時才停止用0對數(shù)據(jù)的填充。

第二步：補數(shù)據(jù)長度

用一個64位的數(shù)字表示數(shù)據(jù)的原始長度，將這個數(shù)字的8個字節(jié)按低位在前，高位在后的順序附加在補位后的數(shù)據(jù)后面。經(jīng)過這兩步的處理，現(xiàn)在的數(shù)據(jù)長度為：N*512+448+64，即（N+1）*512，長度恰好是512的倍數(shù)。

第三步：初始化MD5參數(shù)

4個32位的整型變量A，B，C，D（稱為鏈接變量），用來計算數(shù)據(jù)摘要。每一個整型變量，都是以十六進制數(shù)表示的數(shù)值，低位的字節(jié)在前面，他們被初始化為：A=Ox01234567，B=Ox89abcdef，C=Oxfedcba98，D=Ox76543210。當(dāng)設(shè)置好這四個鏈接變量后，就開始進入算法的四輪循環(huán)運算。在循環(huán)運算中將上面四個鏈接變量分別復(fù)制到另外四個變量中，即A復(fù)制到a，B復(fù)制到b，C復(fù)制到c，D復(fù)制到d。

第四步：定義MD5的位操作函數(shù)

定義4個位操作函數(shù)，分別為F、G、H和I，其中X，Y，Z為32位整數(shù)。具體形式如下：

F（X,Y,Z)=(X&Y)|((~X)&Z)G(X,Y,Z)=(X&Z)|(Y&(~Z))H(X,Y,Z)=X∧Y∧ZI(X,Y,Z)=Y∧(X|(~Z))

其中&、|、~和∧分別為：與、或、非和異或。這4個函數(shù)說明：如果X，Y和Z的對應(yīng)位是獨立和均勻的，那么結(jié)果的每一位也應(yīng)是獨立和均勻的。F是一個逐位運算的函數(shù)，即如果X，那么Y，否則Z。函數(shù)H是逐位奇偶操作符。

第五步：主循環(huán)四輪變換過程

主循環(huán)有四輪，每輪循環(huán)都很相似。每一輪進行16次操作，每次操作對a、b、c和d中的其中三個作一次非線性函數(shù)運算，然后將所得結(jié)果加上第四個變量，文本的一個子分組和一個常數(shù)。再將所得結(jié)果向右環(huán)移一個不定的數(shù)，并加上a、b、c或d中之一。最后用該結(jié)果取代a、b、c或d中之一。其中每一輪采用的非線性函數(shù)為上一步已經(jīng)定義的4個位操作函數(shù)中的一個。

二、MD5加密算法的C語言實現(xiàn)

C語言是一種最新的、面向?qū)ο蟮母呒壘幊陶Z言，C語言增強了開發(fā)者的效率，同時也絕不損失C／C++原有的強大功能。C語言可以使程序員快速地編寫各種基于Microsoft．NET平臺的應(yīng)用程序，Microsoft．NET提供了一系列的工具和服務(wù)來最大程度地開發(fā)利用計算與通訊領(lǐng)域。C語言可以通過各類組件方便的轉(zhuǎn)化為XML網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，從而可以在任何操作系統(tǒng)上通過Internet進行調(diào)用。

其作用為：使用加密服務(wù)提供程序(CSP)提供的方法以完成對輸入數(shù)據(jù)MD5哈希值的計，其命名空間為System．Security．Cryptography.MD5CryptoServiceProv-ider類中計算輸入數(shù)據(jù)的哈希值方法如下:

publicbyte[]ComputeHash(byte[]buffer)

此方法只能接受byte類型數(shù)組作為最初的原始數(shù)據(jù),輸出的密文數(shù)據(jù)也是byte類型數(shù)組。因此，在對字符串加密之前，我們必須首先將這些字符串轉(zhuǎn)化為byte類型數(shù)組，這就要用到UTF8Encoding類的GetBytes方法，將字符串轉(zhuǎn)化為byte類型數(shù)組，而加密以后的結(jié)果也是使用數(shù)組輸出。

在本加密演示系統(tǒng)中對用戶輸入的關(guān)鍵信息，如：姓名、身份證號碼、密碼等信息，采用MD5加密算法進行加密，以便對此關(guān)鍵信息進行更加安全的保護。MD5加密算法的C語言應(yīng)用的關(guān)鍵程序段如下：

string

strpwd=this．txtMingWen．Text．Trim()．

ToString();

//獲取明文值的字符串

try

{

//將字符串轉(zhuǎn)換為UTF8編碼的byte型數(shù)組byte[]data=Encoding．UTF8．GetBytes(strpwd);

//實例化MD5CryptoServiceProvider類的對象MD5CryptoServiceProvidermService=newMD5Cryp-toServiceProvider();

//通過MD5CryptoServiceProvider類的方法Com-puteHash計算哈希值byte[]result=mService．ComputeHash(data);

stringstrhash=;intcount=result．Length;for(inti=0;i<count;i++)

{

//將每個byte型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十六進制的字符并組成字符串strhash+=string．Format({0:X},result[i]);

}

this．txtMiWen．Text=strhash;

//將密文值的結(jié)果顯示出來

}

{
this．txtMiWen．Text=ex．Message;

//若產(chǎn)生異常顯示異常情況

}

本加密演示系統(tǒng)運行的結(jié)果如圖一所示：

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