C#MD5演算法

1.來曆
MD5的全稱是message-digest algorithm 5(資訊-摘要演算法，在90年代初由mit laboratory
for computer science和rsa data security inc的ronald l. rivest開發出來，
經md2、md3和md4發展而來。http://www.ietf.org/rfc/rfc1321.txt，是一份最權威的文檔，
由ronald l. rivest在1992年8月向ieft提交。

2.用途
MD5的作用是對一段資訊(message)產生資訊摘要(message-digest)，該摘要對該資訊具有
唯一性,可以作為數位簽章。用於驗證檔案的有效性(是否有丟失或損壞的資料),對使用者
密碼的加密，在雜湊函數中計算散列值。

3.特點
輸入一個任意長度的位元組串，產生一個128位的整數。由於演算法的某些無法復原特徵，在加密應用
上有較好的安全性。並且，MD5演算法的使用不需要支付任何著作權費用。

4.說明
唯一性和無法復原性都不是絕對的，從理論上分析是一種多對一的關係，但兩個不同的資訊產生
相同摘要的機率很小。無法復原是指從輸出反推輸入所需的運算量和計算時間太大，使用窮搜字
典的方法又需要太多的儲存空間。

5.演算法描述

演算法輸入是一個位元組串，每個位元組是8個bit.
演算法的執行分為以下幾個步驟：

第一步，補位：
MD5演算法先對輸入的資料進行補位，使得資料的長度(以byte為單位)對64求餘的結果是56。
即資料擴充至LEN=K*64+56個位元組，K為整數。
補位方法：補一個1，然後補0至滿足上述要求。相當於補一個0x80的位元組，再補值
為0的位元組。這一步裡總共補充的位元組數為0～63個。

第二步，附加資料長度：
用一個64位的整數表示資料的原始長度(以bit為單位)，將這個數位8個位元組按低位的在前，
高位在後的順序附加在補位後的資料後面。這時，資料被填補後的總長度為：
LEN = K*64+56+8=(K+1)*64 Bytes。

※注意那個64位整數是輸入資料的原始長度而不是填充位元組後的長度,我就在這裡栽了跟頭.

第三步，初始化MD5參數：
有四個32位整數變數 (A,B,C,D) 用來計算資訊摘要，每一個變數被初始化成以下
以十六進位數表示的數值，低位的位元組在前面。
word A: 01 23 45 67
word B: 89 ab cd ef
word C: fe dc ba 98
word D: 76 54 32 10
※注意低位的位元組在前面指的是Little Endian平台上記憶體中位元組的相片順序，
而在程式中書寫時，要寫成：
A=0x67452301
B=0xefcdab89
C=0x98badcfe
D=0x10325476

第四步，定義四個MD5基本的按位操作函數：
X，Y，Z為32位整數。
F(X,Y,Z) = (X and Y) or (not(X) and Z)
G(X,Y,Z) = (X and Z) or (Y and not(Z))
H(X,Y,Z) = X xor Y xor Z
I(X,Y,Z) = Y xor (X or not(Z))

再定義四個分別用於四輪變換的函數。
設Mj表示訊息的第j個子分組（從0到15），<<<s表示迴圈左移s位，則四種操作為：
FF(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+(F(b,c,d)+Mj+ti)<<<s)
GG(a,b,c,d,Mj,s,ti)表示a=b+((a+(G(b,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)

第五步，對輸入資料作變換。
處理資料，N是總的位元組數，以64個位元組為一組，每組作一次迴圈，每次迴圈進行四輪操作。
要變換的64個位元組用16個32位的整數數組M[0 ...15]表示。而數組T[1 ... 64]表示一組常數，
T[i]為4294967296*abs(sin(i))的32位整數部分，i的單位是弧度,i的取值從1到64。
具體過程如下：

/* 設定主迴圈變數 */
For i = 0 to N/16-1 do

/*每迴圈一次，把資料原文存放在16個元素的數組X中. */
For j = 0 to 15 do
Set X[j] to M[i*16+j].
end /結束對J的迴圈

/* Save A as AA, B as BB, C as CC, and D as DD.
*/
AA = A
BB = B
CC = C
DD = D

/* 第1輪*/
/* 以 [abcd k s i]表示如下操作
a = b + ((a + F(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
/* Do the following 16 operations. */
[ABCD 0 7 1] [DABC 1 12 2] [CDAB 2 17 3] [BCDA 3 22 4]
[ABCD 4 7 5] [DABC 5 12 6] [CDAB 6 17 7] [BCDA 7 22 8]
[ABCD 8 7 9] [DABC 9 12 10] [CDAB 10 17 11] [BCDA 11 22 12]
[ABCD 12 7 13] [DABC 13 12 14] [CDAB 14 17 15] [BCDA 15 22 16]

/* 第2輪* */
/* 以 [abcd k s i]表示如下操作
a = b + ((a + G(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
/* Do the following 16 operations. */
[ABCD 1 5 17] [DABC 6 9 18] [CDAB 11 14 19] [BCDA 0 20 20]
[ABCD 5 5 21] [DABC 10 9 22] [CDAB 15 14 23] [BCDA 4 20 24]
[ABCD 9 5 25] [DABC 14 9 26] [CDAB 3 14 27] [BCDA 8 20 28]
[ABCD 13 5 29] [DABC 2 9 30] [CDAB 7 14 31] [BCDA 12 20 32]

/* 第3輪*/
/* 以 [abcd k s i]表示如下操作
a = b + ((a + H(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
/* Do the following 16 operations. */
[ABCD 5 4 33] [DABC 8 11 34] [CDAB 11 16 35] [BCDA 14 23 36]
[ABCD 1 4 37] [DABC 4 11 38] [CDAB 7 16 39] [BCDA 10 23 40]
[ABCD 13 4 41] [DABC 0 11 42] [CDAB 3 16 43] [BCDA 6 23 44]
[ABCD 9 4 45] [DABC 12 11 46] [CDAB 15 16 47] [BCDA 2 23 48]

/* 第4輪*/
/* 以 [abcd k s i]表示如下操作
a = b + ((a + I(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
/* Do the following 16 operations. */
[ABCD 0 6 49] [DABC 7 10 50] [CDAB 14 15 51] [BCDA 5 21 52]
[ABCD 12 6 53] [DABC 3 10 54] [CDAB 10 15 55] [BCDA 1 21 56]
[ABCD 8 6 57] [DABC 15 10 58] [CDAB 6 15 59] [BCDA 13 21 60]
[ABCD 4 6 61] [DABC 11 10 62] [CDAB 2 15 63] [BCDA 9 21 64]

/* 然後進行如下操作 */
A = A + AA
B = B + BB
C = C + CC
D = D + DD

Next i /* 結束對I的迴圈*/

第六步，輸出結果。
A，B，C，D連續存放，共16個位元組，128位。按十六進位依次輸出這個16個位元組。

最後，用程式語言實現演算法後，可以輸入以下幾個資訊對程式作一個簡單的測試，
看看程式有沒有錯誤。
　MD5 ("") = d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e
　MD5 ("a") = 0cc175b9c0f1b6a831c399e269772661
　MD5 ("abc") = 900150983cd24fb0d6963f7d28e17f72
　MD5 ("message digest") = f96b697d7cb7938d525a2f31aaf161d0
　MD5 ("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz") = c3fcd3d76192e4007dfb496cca67e13b
　MD5 ("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789") =
d174ab98d277d9f5a5611c2c9f419d9f
MD5 ("123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123456789
01234567890") = 57edf4a22be3c955ac49da2e2107b67a

MD5演算法之C#程式

 

代碼

/// <summary>
/// MD5加密
/// </summary>
/// <param name="password"></param>
/// <returns></returns>
        public static string MD5Encrypt(string password)
        {
string strPassword = "";
            MD5 md5;
            UTF8Encoding textConverter;
            textConverter = new UTF8Encoding();
            md5 = new MD5CryptoServiceProvider();
byte[] arrPassword = md5.ComputeHash(textConverter.GetBytes(password));

            strPassword = Convert.ToBase64String(arrPassword);

return strPassword;
        }