詳解MD5算法的原理以及C#和JS的實(shí)現(xiàn)
更新時(shí)間：2023年03月16日 14:14:40 作者：橙子家
MD5?是哈希算法（散列算法）的一種應(yīng)用。這篇文章主要和大家介紹一下MD5算法的原理以及C#和JS的實(shí)現(xiàn)，文中的示例代碼講解詳細(xì)，需要的可以參考一下
一、簡(jiǎn)介
MD5 是哈希算法（散列算法）的一種應(yīng)用。Hash 算法雖然被稱為算法，但實(shí)際上它更像是一種思想。Hash 算法沒(méi)有一個(gè)固定的公式，只要符合散列思想的算法都可以被稱為是 Hash 算法。
算法目的就是，把任意長(zhǎng)度的輸入（又叫做預(yù)映射 pre-image），通過(guò)散列算法變換成固定長(zhǎng)度的輸出，該輸出就是散列值。
注意，不同的輸入可能會(huì)散列成相同的輸出，所以不能從散列值來(lái)確定唯一的輸入值。
散列函數(shù)簡(jiǎn)單的說(shuō)就是：一種將任意長(zhǎng)度的消息壓縮到某一固定長(zhǎng)度的消息摘要的函數(shù)。
Hash 算法是一個(gè)廣義的算法，也可以認(rèn)為是一種思想，使用 Hash 算法可以提高存儲(chǔ)空間的利用率，可以提高數(shù)據(jù)的查詢效率，因?yàn)楹茈y找到其逆向規(guī)律，也可以做數(shù)字簽名來(lái)保障數(shù)據(jù)傳遞的安全性。所以Hash算法被廣泛地應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中。
散列值不同 => 原始值不同
如果兩個(gè)散列值是不相同的（根據(jù)同一函數(shù)），那么這兩個(gè)散列值的原始輸入也是不相同的。這個(gè)特性是散列函數(shù)具有確定性的結(jié)果。
散列值相同 ≠> 原始值相同
散列函數(shù)的輸入和輸出不是一一對(duì)應(yīng)的，如果兩個(gè)散列值相同，兩個(gè)輸入值很可能是相同的，但不絕對(duì)肯定二者一定相等（可能出現(xiàn)哈希碰撞）。
關(guān)于“撞庫(kù)”（Credential Stuffing Attack）
其在網(wǎng)絡(luò)安全中是一個(gè)古老的概念，按中文的字面意思解讀，就是“碰撞數(shù)據(jù)庫(kù)”的意思。“碰撞”意味著碰運(yùn)氣，即不一定能成功；而“數(shù)據(jù)庫(kù)”中往往存儲(chǔ)著大量敏感數(shù)據(jù)，比如我們登錄一個(gè)網(wǎng)站所需要的用戶名、密碼，再比如手機(jī)號(hào)、身份證號(hào)等個(gè)人隱私信息。“撞庫(kù)”在英文中的表述為 Credential Stuffing（密碼嗅探），也非常直白的說(shuō)明了撞庫(kù)的主要場(chǎng)景：試圖獲取正確的賬號(hào)/密碼組合，大白話就是“盜號(hào)”。
二、C# 代碼實(shí)現(xiàn)
根據(jù)傳入?yún)?shù)，返回分大小寫(xiě)的 16 位或 32 位密文，并且可自定義編碼規(guī)則。
// 測(cè)試
string jiamihou16 = SecurityMD5.MD5Encrypt("TestString", 16, false); // 8828701f97fa4511
string jiamihou32 = SecurityMD5.MD5Encrypt("TestString", 32);// 5B56F40F8828701F97FA4511DDCD25FB
/// <summary>
/// MD5 加密方法
/// </summary>
/// <param name="md5instr">待加密字符串</param>
/// <param name="digit">位數(shù)：16/32/64</param>
/// <param name="isupper">輸出大小寫(xiě)：true 大寫(xiě)；false 小寫(xiě)(返回為 64 位時(shí)不區(qū)分大小寫(xiě))</param>
/// <param name="encoding">字符編碼規(guī)則，為空默認(rèn)：UTF8</param>
/// <returns></returns>
public static string MD5Encrypt(string md5instr, int digit, bool isupper = true, Encoding encoding = null)
{
string md5outstr = string.Empty;
if (encoding == null)
encoding = Encoding.UTF8;
switch (digit)
{
case 16:
// SecurityMD5.MD5Encrypt(md5instr, 16, true); // 16位大寫(xiě)
// SecurityMD5.MD5Encrypt(md5instr, 16, false); // 16位小寫(xiě)
var md5provider = new MD5CryptoServiceProvider();
var hashinstr16 = md5provider.ComputeHash(encoding.GetBytes(md5instr));
md5outstr = BitConverter.ToString(hashinstr16, 4, 8);
md5outstr = md5outstr.Replace("-", "");
if (!isupper)
md5outstr = md5outstr.ToLower();
return md5outstr;
case 32:
// SecurityMD5.MD5Encrypt(md5instr, 32, true); // 32位大寫(xiě)
// SecurityMD5.MD5Encrypt(md5instr, 32, false); // 32位小寫(xiě)
MD5 md532 = MD5.Create();
byte[] hashinstr32 = md532.ComputeHash(encoding.GetBytes(md5instr));
string upperorlowerflag = isupper ? "X2" : "x2";
for (int i = 0; i < hashinstr32.Length; i++)
{
md5outstr = md5outstr + hashinstr32[i].ToString(upperorlowerflag);
}
return md5outstr;
case 64:
// SecurityMD5.MD5Encrypt(md5instr, 64); // 64位加密，加密后為24位的值，例如：9GnLVZEzFmZLMj963TqUEQ==
MD5 md564 = MD5.Create();
byte[] hashinstr64 = md564.ComputeHash(encoding.GetBytes(md5instr));
return Convert.ToBase64String(hashinstr64);
default:
return "";
}
}三、js 代碼實(shí)現(xiàn)
根據(jù)傳入?yún)?shù)，返回分大小寫(xiě)的 16 位或 32 位密文。
// 測(cè)試
md5_function("TestString",16,false)
>'8828701f97fa4511'
md5_function("TestString",32,true)
>'5B56F40F8828701F97FA4511DDCD25FB'
// MD5 加密（入?yún)⒎謩e是：待加密內(nèi)容、返回位數(shù)、是否為大寫(xiě)）
function md5_function(md5instr, digit, isupper){
function md5_RotateLeft(lValue, iShiftBits) {
return (lValue << iShiftBits) | (lValue >>> (32 - iShiftBits));
}
function md5_AddUnsigned(lX, lY) {
var lX4, lY4, lX8, lY8, lResult;
lX8 = (lX & 0x80000000);
lY8 = (lY & 0x80000000);
lX4 = (lX & 0x40000000);
lY4 = (lY & 0x40000000);
lResult = (lX & 0x3FFFFFFF) + (lY & 0x3FFFFFFF);
if (lX4 & lY4) {
return (lResult ^ 0x80000000 ^ lX8 ^ lY8);
}
if (lX4 | lY4) {
if (lResult & 0x40000000) {
return (lResult ^ 0xC0000000 ^ lX8 ^ lY8);
} else {
return (lResult ^ 0x40000000 ^ lX8 ^ lY8);
}
} else {
return (lResult ^ lX8 ^ lY8);
}
}
function md5_F(x, y, z) {
return (x & y) | ((~x) & z);
}
function md5_G(x, y, z) {
return (x & z) | (y & (~z));
}
function md5_H(x, y, z) {
return (x ^ y ^ z);
}
function md5_I(x, y, z) {
return (y ^ (x | (~z)));
}
function md5_FF(a, b, c, d, x, s, ac) {
a = md5_AddUnsigned(a, md5_AddUnsigned(md5_AddUnsigned(md5_F(b, c, d), x), ac));
return md5_AddUnsigned(md5_RotateLeft(a, s), b);
};
function md5_GG(a, b, c, d, x, s, ac) {
a = md5_AddUnsigned(a, md5_AddUnsigned(md5_AddUnsigned(md5_G(b, c, d), x), ac));
return md5_AddUnsigned(md5_RotateLeft(a, s), b);
};
function md5_HH(a, b, c, d, x, s, ac) {
a = md5_AddUnsigned(a, md5_AddUnsigned(md5_AddUnsigned(md5_H(b, c, d), x), ac));
return md5_AddUnsigned(md5_RotateLeft(a, s), b);
};
function md5_II(a, b, c, d, x, s, ac) {
a = md5_AddUnsigned(a, md5_AddUnsigned(md5_AddUnsigned(md5_I(b, c, d), x), ac));
return md5_AddUnsigned(md5_RotateLeft(a, s), b);
};
function md5_ConvertToWordArray(md5instr) {
var lWordCount;
var lMessageLength = md5instr.length;
var lNumberOfWords_temp1 = lMessageLength + 8;
var lNumberOfWords_temp2 = (lNumberOfWords_temp1 - (lNumberOfWords_temp1 % 64)) / 64;
var lNumberOfWords = (lNumberOfWords_temp2 + 1) * 16;
var lWordArray = Array(lNumberOfWords - 1);
var lBytePosition = 0;
var lByteCount = 0;
while (lByteCount < lMessageLength) {
lWordCount = (lByteCount - (lByteCount % 4)) / 4;
lBytePosition = (lByteCount % 4) * 8;
lWordArray[lWordCount] = (lWordArray[lWordCount] | (md5instr.charCodeAt(lByteCount) << lBytePosition));
lByteCount++;
}
lWordCount = (lByteCount - (lByteCount % 4)) / 4;
lBytePosition = (lByteCount % 4) * 8;
lWordArray[lWordCount] = lWordArray[lWordCount] | (0x80 << lBytePosition);
lWordArray[lNumberOfWords - 2] = lMessageLength << 3;
lWordArray[lNumberOfWords - 1] = lMessageLength >>> 29;
return lWordArray;
};
function md5_WordToHex(lValue) {
var WordToHexValue = "", WordToHexValue_temp = "", lByte, lCount;
for (lCount = 0; lCount <= 3; lCount++) {
lByte = (lValue >>> (lCount * 8)) & 255;
WordToHexValue_temp = "0" + lByte.toString(16);
WordToHexValue = WordToHexValue + WordToHexValue_temp.substr(WordToHexValue_temp.length - 2, 2);
}
return WordToHexValue;
};
function md5_Utf8Encode(md5instr) {
md5instr = md5instr?.replace(/\r\n/g, "\n");
var utftext = "";
for (var n = 0; n < md5instr.length; n++) {
var c = md5instr.charCodeAt(n);
if (c < 128) {
utftext += String.fromCharCode(c);
} else if ((c > 127) && (c < 2048)) {
utftext += String.fromCharCode((c >> 6) | 192);
utftext += String.fromCharCode((c & 63) | 128);
} else {
utftext += String.fromCharCode((c >> 12) | 224);
utftext += String.fromCharCode(((c >> 6) & 63) | 128);
utftext += String.fromCharCode((c & 63) | 128);
}
}
return utftext;
};
var x = Array();
var k, AA, BB, CC, DD, a, b, c, d;
var S11 = 7, S12 = 12, S13 = 17, S14 = 22;
var S21 = 5, S22 = 9, S23 = 14, S24 = 20;
var S31 = 4, S32 = 11, S33 = 16, S34 = 23;
var S41 = 6, S42 = 10, S43 = 15, S44 = 21;
md5instr = md5_Utf8Encode(md5instr);
x = md5_ConvertToWordArray(md5instr);
a = 0x67452301; b = 0xEFCDAB89; c = 0x98BADCFE; d = 0x10325476;
for (k = 0; k < x.length; k += 16) {
AA = a; BB = b; CC = c; DD = d;
a = md5_FF(a, b, c, d, x[k + 0], S11, 0xD76AA478);
d = md5_FF(d, a, b, c, x[k + 1], S12, 0xE8C7B756);
c = md5_FF(c, d, a, b, x[k + 2], S13, 0x242070DB);
b = md5_FF(b, c, d, a, x[k + 3], S14, 0xC1BDCEEE);
a = md5_FF(a, b, c, d, x[k + 4], S11, 0xF57C0FAF);
d = md5_FF(d, a, b, c, x[k + 5], S12, 0x4787C62A);
c = md5_FF(c, d, a, b, x[k + 6], S13, 0xA8304613);
b = md5_FF(b, c, d, a, x[k + 7], S14, 0xFD469501);
a = md5_FF(a, b, c, d, x[k + 8], S11, 0x698098D8);
d = md5_FF(d, a, b, c, x[k + 9], S12, 0x8B44F7AF);
c = md5_FF(c, d, a, b, x[k + 10], S13, 0xFFFF5BB1);
b = md5_FF(b, c, d, a, x[k + 11], S14, 0x895CD7BE);
a = md5_FF(a, b, c, d, x[k + 12], S11, 0x6B901122);
d = md5_FF(d, a, b, c, x[k + 13], S12, 0xFD987193);
c = md5_FF(c, d, a, b, x[k + 14], S13, 0xA679438E);
b = md5_FF(b, c, d, a, x[k + 15], S14, 0x49B40821);
a = md5_GG(a, b, c, d, x[k + 1], S21, 0xF61E2562);
d = md5_GG(d, a, b, c, x[k + 6], S22, 0xC040B340);
c = md5_GG(c, d, a, b, x[k + 11], S23, 0x265E5A51);
b = md5_GG(b, c, d, a, x[k + 0], S24, 0xE9B6C7AA);
a = md5_GG(a, b, c, d, x[k + 5], S21, 0xD62F105D);
d = md5_GG(d, a, b, c, x[k + 10], S22, 0x2441453);
c = md5_GG(c, d, a, b, x[k + 15], S23, 0xD8A1E681);
b = md5_GG(b, c, d, a, x[k + 4], S24, 0xE7D3FBC8);
a = md5_GG(a, b, c, d, x[k + 9], S21, 0x21E1CDE6);
d = md5_GG(d, a, b, c, x[k + 14], S22, 0xC33707D6);
c = md5_GG(c, d, a, b, x[k + 3], S23, 0xF4D50D87);
b = md5_GG(b, c, d, a, x[k + 8], S24, 0x455A14ED);
a = md5_GG(a, b, c, d, x[k + 13], S21, 0xA9E3E905);
d = md5_GG(d, a, b, c, x[k + 2], S22, 0xFCEFA3F8);
c = md5_GG(c, d, a, b, x[k + 7], S23, 0x676F02D9);
b = md5_GG(b, c, d, a, x[k + 12], S24, 0x8D2A4C8A);
a = md5_HH(a, b, c, d, x[k + 5], S31, 0xFFFA3942);
d = md5_HH(d, a, b, c, x[k + 8], S32, 0x8771F681);
c = md5_HH(c, d, a, b, x[k + 11], S33, 0x6D9D6122);
b = md5_HH(b, c, d, a, x[k + 14], S34, 0xFDE5380C);
a = md5_HH(a, b, c, d, x[k + 1], S31, 0xA4BEEA44);
d = md5_HH(d, a, b, c, x[k + 4], S32, 0x4BDECFA9);
c = md5_HH(c, d, a, b, x[k + 7], S33, 0xF6BB4B60);
b = md5_HH(b, c, d, a, x[k + 10], S34, 0xBEBFBC70);
a = md5_HH(a, b, c, d, x[k + 13], S31, 0x289B7EC6);
d = md5_HH(d, a, b, c, x[k + 0], S32, 0xEAA127FA);
c = md5_HH(c, d, a, b, x[k + 3], S33, 0xD4EF3085);
b = md5_HH(b, c, d, a, x[k + 6], S34, 0x4881D05);
a = md5_HH(a, b, c, d, x[k + 9], S31, 0xD9D4D039);
d = md5_HH(d, a, b, c, x[k + 12], S32, 0xE6DB99E5);
c = md5_HH(c, d, a, b, x[k + 15], S33, 0x1FA27CF8);
b = md5_HH(b, c, d, a, x[k + 2], S34, 0xC4AC5665);
a = md5_II(a, b, c, d, x[k + 0], S41, 0xF4292244);
d = md5_II(d, a, b, c, x[k + 7], S42, 0x432AFF97);
c = md5_II(c, d, a, b, x[k + 14], S43, 0xAB9423A7);
b = md5_II(b, c, d, a, x[k + 5], S44, 0xFC93A039);
a = md5_II(a, b, c, d, x[k + 12], S41, 0x655B59C3);
d = md5_II(d, a, b, c, x[k + 3], S42, 0x8F0CCC92);
c = md5_II(c, d, a, b, x[k + 10], S43, 0xFFEFF47D);
b = md5_II(b, c, d, a, x[k + 1], S44, 0x85845DD1);
a = md5_II(a, b, c, d, x[k + 8], S41, 0x6FA87E4F);
d = md5_II(d, a, b, c, x[k + 15], S42, 0xFE2CE6E0);
c = md5_II(c, d, a, b, x[k + 6], S43, 0xA3014314);
b = md5_II(b, c, d, a, x[k + 13], S44, 0x4E0811A1);
a = md5_II(a, b, c, d, x[k + 4], S41, 0xF7537E82);
d = md5_II(d, a, b, c, x[k + 11], S42, 0xBD3AF235);
c = md5_II(c, d, a, b, x[k + 2], S43, 0x2AD7D2BB);
b = md5_II(b, c, d, a, x[k + 9], S44, 0xEB86D391);
a = md5_AddUnsigned(a, AA);
b = md5_AddUnsigned(b, BB);
c = md5_AddUnsigned(c, CC);
d = md5_AddUnsigned(d, DD);
}
if(digit == 16){
if(isupper)
return (md5_WordToHex(b) + md5_WordToHex(c)).toUpperCase();
else
return (md5_WordToHex(b) + md5_WordToHex(c)).toLowerCase();
}
else if (digit == 32){
if(isupper)
return (md5_WordToHex(a) + md5_WordToHex(b) + md5_WordToHex(c) + md5_WordToHex(d)).toUpperCase();
else
return (md5_WordToHex(a) + md5_WordToHex(b) + md5_WordToHex(c) + md5_WordToHex(d)).toLowerCase();
}
return "";
}以上就是詳解MD5算法的原理以及C#和JS的實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于MD5算法的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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