Java中String生成MD5

//先上Java代碼
public String getMD5(String s) {
        char hexDigits[]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9','A','B','C','D','E','F'};        
        try {
            byte[] btInput = s.getBytes("utf-8");
            MessageDigest mdInst = MessageDigest.getInstance("MD5");
            mdInst.update(btInput);
            byte[] md = mdInst.digest();
            int j = md.length;
            char str[] = new char[j * 2];
            int k = 0;
            for (int i = 0; i < j; i++) {
                byte byte0 = md[i];
                str[k++] = hexDigits[byte0 >>> 4 & 0xf];
                str[k++] = hexDigits[byte0 & 0xf];
            }
            return new String(str);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

MD5簡介

MD5全名: Message Digest Algorithm MD5（中文名為消息摘要算法第五版）百度百科鏈接

特點

MD5算法具有如下特點：

  • 壓縮性：任意長度的數據，算出的MD5值長度都是固定的。
  • 容易計算：從原數據計算出MD5值很容易。
  • 抗修改性：對原數據進行任何改動，哪怕只修改1個字節(jié)，所得到的MD5值都有很大區(qū)別。
  • 強抗碰撞：已知原數據和其MD5值，想找到一個具有相同MD5值的數據（即偽造數據）是非常困難的。

應用

MD5算法主要應用于：

  1. 一致性驗證
  2. 數字簽名
  3. 安全訪問認證

原理

  1. MD5以512位分組來處理輸入的信息，且每一分組又被劃分為16個32位子分組，經過了一系列的處理后，算法的輸出由四個32位分組組成，將這四個32位分組級聯后將生成一個128位散列值。

  2. 運算流程：


    流程圖

2.1 填充數據：在MD5算法中，首先要對信息進行填充，使其位長隊512位求余的結果是448，并且填充必須進行，即使其位長對512的求余等于448.因此，信息的位長將會擴展為N*512+448,N為非負整數，N可以是0。
填充的方法如下：

2.1.1 在信息后面填充一個1和無數個0，直到滿足上面的條件式才停止用0對信息填充。

2.1.2 在這個結果后面附加一個以64位二進制表示的填充前信息長度，如果二進制表示的填充前信息長度超過64位，則取最低的64位。
經過這兩步的處理，信息的位長=(N+1)*512；即長度剛好為512位的倍數。 這樣做的原因是滿足后面處理中對信息長度的要求。

2.2 初始化變量
初始化的128位的值為初試連接變量，這些參數用于第一輪的運算，以大端字節(jié)序來表示，他們分別是：A=0x01234567，B=0x89ABCDEF，C=0xFEDCBA98，D=0x76543210。

2.3 處理分組數據

每一分組的算法流程如下：
第一分組需要將上面四個鏈接變量復制到另外四個變量中：A到a，B到b，C到c，D到d。從第二分組開始的變量為上一分組的運算結果，即A = a， B = b， C = c， D = d。
主循環(huán)有四輪（MD4只有三輪），每輪循環(huán)都很相似。第一輪進行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運算，然后將所得結果加上第四個變量，文本的一個子分組和一個常數。再將所得結果向左環(huán)移一個不定的數，并加上a、b、c或d中之一。最后用該結果取代a、b、c或d中之一。
以下是每次操作中用到的四個非線性函數（每輪一個）。
F( X ,Y ,Z ) = ( X & Y ) | ( (~X) & Z )
G( X ,Y ,Z ) = ( X & Z ) | ( Y & (~Z) )
H( X ,Y ,Z ) =X ^ Y ^ Z
I( X ,Y ,Z ) =Y ^ ( X | (~Z) )
（&是與（And），|是或（Or），~是非（Not），^是異或（Xor））
這四個函數的說明：如果X、Y和Z的對應位是獨立和均勻的，那么結果的每一位也應是獨立和均勻的。
F是一個逐位運算的函數。即，如果X，那么Y，否則Z。函數H是逐位奇偶操作符。
假設Mj表示消息的第j個子分組（從0到15），常數ti是4294967296*abs( sin(i) ）的整數部分，i 取值從1到64，單位是弧度。（4294967296=232
）
現定義：
FF(a ,b ,c ,d ,Mj ,s ,ti ) 操作為 a = b + ( (a + F(b,c,d) + Mj + ti) << s)
GG(a ,b ,c ,d ,Mj ,s ,ti ) 操作為 a = b + ( (a + G(b,c,d) + Mj + ti) << s)
HH(a ,b ,c ,d ,Mj ,s ,ti) 操作為 a = b + ( (a + H(b,c,d) + Mj + ti) << s)
II(a ,b ,c ,d ,Mj ,s ,ti) 操作為 a = b + ( (a + I(b,c,d) + Mj + ti) << s)
注意：“<<”表示循環(huán)左移位，不是左移位。
這四輪（共64步）是：
第一輪
FF(a ,b ,c ,d ,M0 ,7 ,0xd76aa478 )
FF(d ,a ,b ,c ,M1 ,12 ,0xe8c7b756 )
FF(c ,d ,a ,b ,M2 ,17 ,0x242070db )
FF(b ,c ,d ,a ,M3 ,22 ,0xc1bdceee )
FF(a ,b ,c ,d ,M4 ,7 ,0xf57c0faf )
FF(d ,a ,b ,c ,M5 ,12 ,0x4787c62a )
FF(c ,d ,a ,b ,M6 ,17 ,0xa8304613 )
FF(b ,c ,d ,a ,M7 ,22 ,0xfd469501)
FF(a ,b ,c ,d ,M8 ,7 ,0x698098d8 )
FF(d ,a ,b ,c ,M9 ,12 ,0x8b44f7af )
FF(c ,d ,a ,b ,M10 ,17 ,0xffff5bb1 )
FF(b ,c ,d ,a ,M11 ,22 ,0x895cd7be )
FF(a ,b ,c ,d ,M12 ,7 ,0x6b901122 )
FF(d ,a ,b ,c ,M13 ,12 ,0xfd987193 )
FF(c ,d ,a ,b ,M14 ,17 ,0xa679438e )
FF(b ,c ,d ,a ,M15 ,22 ,0x49b40821 )
第二輪
GG(a ,b ,c ,d ,M1 ,5 ,0xf61e2562 )
GG(d ,a ,b ,c ,M6 ,9 ,0xc040b340 )
GG(c ,d ,a ,b ,M11 ,14 ,0x265e5a51 )
GG(b ,c ,d ,a ,M0 ,20 ,0xe9b6c7aa )
GG(a ,b ,c ,d ,M5 ,5 ,0xd62f105d )
GG(d ,a ,b ,c ,M10 ,9 ,0x02441453 )
GG(c ,d ,a ,b ,M15 ,14 ,0xd8a1e681 )
GG(b ,c ,d ,a ,M4 ,20 ,0xe7d3fbc8 )
GG(a ,b ,c ,d ,M9 ,5 ,0x21e1cde6 )
GG(d ,a ,b ,c ,M14 ,9 ,0xc33707d6 )
GG(c ,d ,a ,b ,M3 ,14 ,0xf4d50d87 )
GG(b ,c ,d ,a ,M8 ,20 ,0x455a14ed )
GG(a ,b ,c ,d ,M13 ,5 ,0xa9e3e905 )
GG(d ,a ,b ,c ,M2 ,9 ,0xfcefa3f8 )
GG(c ,d ,a ,b ,M7 ,14 ,0x676f02d9 )

GG(b ,c ,d ,a ,M12 ,20 ,0x8d2a4c8a )
第三輪
HH(a ,b ,c ,d ,M5 ,4 ,0xfffa3942 )
HH(d ,a ,b ,c ,M8 ,11 ,0x8771f681 )
HH(c ,d ,a ,b ,M11 ,16 ,0x6d9d6122 )
HH(b ,c ,d ,a ,M14 ,23 ,0xfde5380c )
HH(a ,b ,c ,d ,M1 ,4 ,0xa4beea44 )
HH(d ,a ,b ,c ,M4 ,11 ,0x4bdecfa9 )
HH(c ,d ,a ,b ,M7 ,16 ,0xf6bb4b60 )
HH(b ,c ,d ,a ,M10 ,23 ,0xbebfbc70 )
HH(a ,b ,c ,d ,M13 ,4 ,0x289b7ec6 )
HH(d ,a ,b ,c ,M0 ,11 ,0xeaa127fa )
HH(c ,d ,a ,b ,M3 ,16 ,0xd4ef3085 )
HH(b ,c ,d ,a ,M6 ,23 ,0x04881d05 )
HH(a ,b ,c ,d ,M9 ,4 ,0xd9d4d039 )
HH(d ,a ,b ,c ,M12 ,11 ,0xe6db99e5 )
HH(c ,d ,a ,b ,M15 ,16 ,0x1fa27cf8 )
HH(b ,c ,d ,a ,M2 ,23 ,0xc4ac5665 )
第四輪
II(a ,b ,c ,d ,M0 ,6 ,0xf4292244 )
II(d ,a ,b ,c ,M7 ,10 ,0x432aff97 )
II(c ,d ,a ,b ,M14 ,15 ,0xab9423a7 )
II(b ,c ,d ,a ,M5 ,21 ,0xfc93a039 )
II(a ,b ,c ,d ,M12 ,6 ,0x655b59c3 )
II(d ,a ,b ,c ,M3 ,10 ,0x8f0ccc92 )
II(c ,d ,a ,b ,M10 ,15 ,0xffeff47d )
II(b ,c ,d ,a ,M1 ,21 ,0x85845dd1 )
II(a ,b ,c ,d ,M8 ,6 ,0x6fa87e4f )
II(d ,a ,b ,c ,M15 ,10 ,0xfe2ce6e0 )
II(c ,d ,a ,b ,M6 ,15 ,0xa3014314 )
II(b ,c ,d ,a ,M13 ,21 ,0x4e0811a1 )
II(a ,b ,c ,d ,M4 ,6 ,0xf7537e82 )
II(d ,a ,b ,c ,M11 ,10 ,0xbd3af235 )
II(c ,d ,a ,b ,M2 ,15 ,0x2ad7d2bb )
II(b ,c ,d ,a ,M9 ,21 ,0xeb86d391 )
所有這些完成之后，將a、b、c、d分別在原來基礎上再加上A、B、C、D。
即a = a + A，b = b + B，c = c + C，d = d + D
然后用下一分組數據繼續(xù)運行以上算法。

2.4 輸出

最后的輸出是a、b、c和d的級聯。
當你按照我上面所說的方法實現MD5算法以后，你可以用以下幾個信息對你做出來的程序作一個簡單的測試，看看程序有沒有錯誤。
MD5 ("") = d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e
MD5 ("a") = 0cc175b9c0f1b6a831c399e269772661
MD5 ("abc") = 900150983cd24fb0d6963f7d28e17f72
MD5 ("message digest") = f96b697d7cb7938d525a2f31aaf161d0
MD5 ("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz") = c3fcd3d76192e4007dfb496cca67e13b
MD5 ("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz") =
f29939a25efabaef3b87e2cbfe641315
MD5 ("8a683566bcc7801226b3d8b0cf35fd97") =cf2cb5c89c5e5eeebef4a76becddfcfd
MD5加密字符串實例
現以字符串“jklmn”為例。
該字符串在內存中表示為：6A 6B 6C 6D 6E（從左到右為低地址到高地址，后同），信息長度為40 bits， 即0x28。
對其填充，填充至448位，即56字節(jié)。結果為：
6A 6B 6C 6D 6E 80 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
剩下64位，即8字節(jié)填充填充前信息位長，按小端字節(jié)序填充剩下的8字節(jié)，結果為。
6A 6B 6C 6D 6E 80 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 28 00 00 00 00 00 00 00
（64字節(jié)，512 bits）
初始化A、B、C、D四個變量。
將這64字節(jié)填充后數據分成16個小組（程序中對應為16個數組），即：
M0：6A 6B 6C 6D （這是內存中的順序，按照小端字節(jié)序原則，對應數組M(0)的值為0x6D6C6B6A，下同）
M1：6E 80 00 00
M2：00 00 00 00
.....
M14：28 00 00 00
M15：00 00 00 00
經過“3. 分組數據處理”后，a、b、c、d值分別為0xD8523F60、0x837E0144、0x517726CA、0x1BB6E5FE
在內存中為a：60 3F 52 D8
b：44 01 7E 83
c：CA 26 77 51
d：FE E5 B6 1B
a、b、c、d按內存順序輸出即為最終結果：603F52D844017E83CA267751FEE5B61B。這就是字符串“jklmn”的MD5值。

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