MD5消息摘要算法实现及改进.doc

图 1 MD5 消息摘要算法传统运算流程 图 2 改进后的 MD5 算法流程 2012-07-19################2012刘-俊0辉7-19######2#0#12-07-19######## ( 中国工商银行泉州市分行 福建 泉州 362000 ) 【摘 要】: MD5 消息摘要算法通过对一个任意长度的消息进行处理产生一个固定长度的 消息摘要 , 可利用该 消息摘 要 进行数字签名和密码加密。本文在传统算法流程的基础上作了进一步的改进, 提高了该算法的运算效率。 【关键字】: MD5 算法, 消息摘要, 实现与改进 1. MD5 算法简介 MD5 消息摘要算法由麻省理工学院( MIT) 计算机科学实验 室的 R.Rivest 提出, 被互 联 网 电 子 邮 件 保 密 协 议 ( PEM) 指 定 为 消息压缩值算法之一, 用于数字签名前对消息进行安全的压缩; 且为不可逆算法。 2. MD5 算法描述 MD5 算法是以任意长度的消息作为输入, 输出一个长度固 定为 128bit 的消息摘要, 其传统运算流程见图 1。 MD5Operation(M, Context); End; 3.1 参数的定义与初始化 鉴于对 MD5 算法的运算流程做了改进。因此, 有必要先对 运算中所用到的一系列参数进行数据结构的定义和初始化。 3.1.1 定义参数 我们定义一个名为 MD5Content 的数据类型。 MD5Content = Record ChaVar:MD5ChaVar; Len: MD5Len; Buffer: MD5Buffer; End; 其中, MD5ChaVar 为含有 4 个元素的 DWORD 数组, 分别 表示四个链接变量; MD5Len 由 2 个 DWORD 元素组成, 共 64 位, 用于存放消息长度; MD5Buffer 为含有 64 个元素的 BYTE 数 组, 共 512 位, 存放当前待处理的报文分组内容。 3.1.2 初始化参数 MD5ParaReady 函数用于初始化所有的参数, 它包含了传统 流程中附加填充比特、附加消息长度和初始化 MD 缓存区三个 步骤中的部分操作。关键代码如下: Procedure MD5ParaReady(Var Context: MD5Content) Begin With Context do Begin //对链接变量赋值, InitChaVar($efcdab89, $98badcfe, ; //初始化 64 位的消息长度 Len[0] := 0; Len[1] := 0; // 将分组存储区的内容全部清零 ZeroMemory(@Buffer, SizeOf(MD5Buffer)); End; End; 3.2 划分、处理报文分组 MD5Operation 函数主要根据消息长度的不同进行报文分组 的划分和逻辑处理。伪代码如下: MD5Operation(M:String; Context:MD5Content);//M 为初始消息 Begin // ①②两种情况 If Length(M)=64 then Begin PreTreatment(M, Context); HYPERLINK mailto:GroupDisposal(@Context.Buffer  GroupDisposal(@Context.Buffer, Context.ChaVar); End; // ③④两种情况 Else Begin CycleDisposal(M, Context); PreTreatment(M, Context);  HYPERLINK mailto:GroupDisposal(@Context.Buffer GroupDisposal(@Context.Buffer, Context.ChaVar); End; //输出消息摘要 GetMD(); 3. MD5 算法实现及改进 由图 1 可知, 传统的算法运算流程是先对初始消息进行预 处理( 使其长度变为 512bit 的整数倍) , 再进行报文分组的划分 和逻辑处理。而本文对此作了改进, 具体流程如图 2 所示。首先 根据初始消息长度的不同将其分为: ①初始长度≤512bit, 且初 始长 度≤448bit; ②初 始 长 度≤512bit, 且 448bit初 始 长 度≤ 512bit; ③初始长度512bit, 且剩余消息( 初始消息在划分、处理 完所有满足分组条件后的剩余部分) 的长度≤448bit; ④初始长 度512bit, 且 448bit剩余消息长度≤512bit 四种情况。若为① ②初始消息的长度小于