MD5介紹

MD5（Message-Digest Algorithm 5）是一種廣泛使用的哈希算法，其輸出結(jié)果是一個(gè)128位的二進(jìn)制數(shù)，通常以32位十六進(jìn)制數(shù)的形式表示。因此，MD5的輸出結(jié)果可以表示為一個(gè)32位的字符串。

MD5算法常用于數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證、密碼加密等場(chǎng)景，通常將輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)MD5處理后，得到一個(gè)32位的摘要（digest），該摘要作為數(shù)據(jù)的唯一表示，可以用于驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性或作為密碼的加密存儲(chǔ)。需要注意的是，由于MD5算法本身存在安全性問(wèn)題，已經(jīng)不再推薦用于密碼加密等安全場(chǎng)景，而應(yīng)該使用更加安全的算法，如SHA-2、bcrypt等。

MD5（Message Digest Algorithm 5）是一種哈希函數(shù)，而不是對(duì)稱加密算法。MD5 用于產(chǎn)生一個(gè)稱為消息摘要（Message Digest）的固定大小的哈希值，通常是 128 位。MD5 不是加密算法，因?yàn)楣Ｖ凳遣豢赡娴?，即無(wú)法從哈希值還原出原始數(shù)據(jù)。

對(duì)稱加密算法是一種使用相同密鑰進(jìn)行加密和解密的算法，例如 DES（Data Encryption Standard）、AES（Advanced Encryption Standard）等。與對(duì)稱加密不同，哈希函數(shù)通常是單向的，只能從原始數(shù)據(jù)計(jì)算出哈希值，而無(wú)法從哈希值還原出原始數(shù)據(jù)。

安全性：MD5 已經(jīng)被認(rèn)為不再安全，因?yàn)樗菀资艿脚鲎补?。?duì)于需要安全性的應(yīng)用（如密碼存儲(chǔ)），建議使用更強(qiáng)的散列算法（如 SHA-256）和適當(dāng)?shù)陌踩珜?shí)踐（如加鹽）。

性能：雖然 MD5 在性能上表現(xiàn)良好，但現(xiàn)代安全需求通常需要更強(qiáng)的散列算法。

MD5（Message Digest Algorithm 5）是一種廣泛使用的加密散列函數(shù)，主要用于生成數(shù)據(jù)的唯一摘要值（哈希值）。MD5 的底層實(shí)現(xiàn)涉及多個(gè)復(fù)雜的步驟和算法。以下是 MD5 的底層工作原理和關(guān)鍵概念：

1. 基本概念
   散列函數(shù)：MD5 是一種散列函數(shù)，用于將任意長(zhǎng)度的輸入數(shù)據(jù)（消息）映射為固定長(zhǎng)度的輸出（128 位，或 16 字節(jié)）的哈希值。
   不可逆性：MD5 生成的哈希值理論上無(wú)法逆推出原始輸入數(shù)據(jù)。
   固定長(zhǎng)度：無(wú)論輸入數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度如何，MD5 總是生成一個(gè) 128 位的哈希值。
2. MD5 的步驟
   MD5 的底層算法包括以下主要步驟：
3. 初始化
   MD5 使用四個(gè) 32 位的初始常量（A、B、C、D）作為計(jì)算的起始值：
   ( A = 0x67452301 )
   ( B = 0xEFCDAB89 )
   ( C = 0x98BADCFE )
   ( D = 0x10325476 )
   這些常量用于初始化 MD5 的內(nèi)部狀態(tài)。
4. 填充
   將輸入數(shù)據(jù)填充到 512 位的倍數(shù)。填充過(guò)程包括：
   填充位：在輸入數(shù)據(jù)的末尾添加一個(gè) 1 位的標(biāo)志位，表示數(shù)據(jù)結(jié)束。
   填充零：在標(biāo)志位后添加零，直到數(shù)據(jù)長(zhǎng)度接近 512 位。
   附加長(zhǎng)度：在數(shù)據(jù)末尾附加原始數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度（以位為單位），以 64 位表示。填充后的數(shù)據(jù)總長(zhǎng)度為 512 位的倍數(shù)。
5. 數(shù)據(jù)分塊
   將填充后的數(shù)據(jù)分成 512 位的塊，每個(gè)塊被進(jìn)一步分成 16 個(gè) 32 位的子塊（總共 64 個(gè)字節(jié)）。
6. 處理每個(gè)數(shù)據(jù)塊
   對(duì)于每個(gè) 512 位的數(shù)據(jù)塊，執(zhí)行以下步驟：
   擴(kuò)展：將 16 個(gè) 32 位子塊擴(kuò)展為 64 個(gè) 32 位的子塊，使用非線性函數(shù)進(jìn)行處理。
   輪次：MD5 使用 64 輪的運(yùn)算，每一輪使用不同的非線性函數(shù)（F、G、H、I）和常量（T[i]）。每輪的運(yùn)算包括：
   非線性函數(shù)：F(x, y, z)、G(x, y, z)、H(x, y, z)、I(x, y, z)
   常量：T[i] 是一組預(yù)定義的常量，與輸入數(shù)據(jù)和輪次相關(guān)。
   位運(yùn)算：使用位移和按位與、或、異或等運(yùn)算來(lái)更新內(nèi)部狀態(tài)（A、B、C、D）。
   數(shù)據(jù)混合：將數(shù)據(jù)塊與當(dāng)前的內(nèi)部狀態(tài)進(jìn)行混合。
7. 輸出
   將最后一個(gè)數(shù)據(jù)塊的處理結(jié)果（A、B、C、D）連接起來(lái)，生成 128 位（16 字節(jié)）的哈希值。
8. MD5 算法的詳細(xì)步驟
   填充：
   在原始消息末尾添加 1 位的 1。
   添加足夠的 0，使得消息長(zhǎng)度（包括填充的部分）為 448 位（512 位的前 448 位），即還需填充 0 到 64 位數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度。
   添加 64 位的消息長(zhǎng)度，作為填充的最后部分，確保最終消息長(zhǎng)度為 512 位的倍數(shù)。
   初始化變量：
   初始化 A、B、C、D 為常量值。
   處理數(shù)據(jù)塊：
   將每個(gè)數(shù)據(jù)塊分成 16 個(gè) 32 位的子塊，使用特定的非線性函數(shù)和常量進(jìn)行處理。
   進(jìn)行 64 輪的運(yùn)算，更新 A、B、C、D 的值。
   輸出結(jié)果：
   將 A、B、C、D 的最終值轉(zhuǎn)換為 128 位的哈希值，通常以 16 進(jìn)制表示。
9. MD5 的應(yīng)用
   數(shù)據(jù)完整性檢查：通過(guò)比較文件的 MD5 哈希值，可以檢測(cè)文件是否被篡改。
   密碼存儲(chǔ)：在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)密碼的 MD5 哈希值，而不是明文密碼（注意：不建議僅使用 MD5 存儲(chǔ)密碼，因?yàn)樗驯蛔C明不夠安全）。
10. 安全性
    雖然 MD5 曾被廣泛使用，但由于其安全性問(wèn)題，如碰撞攻擊（即不同的輸入可以產(chǎn)生相同的哈希值），它已不再被認(rèn)為是安全的。對(duì)于需要更高安全性的應(yīng)用，建議使用更強(qiáng)的哈希函數(shù)，如 SHA-256 或 SHA-3。
    總結(jié)
    MD5 是一種將輸入數(shù)據(jù)映射到固定長(zhǎng)度哈希值的散列函數(shù)。其底層實(shí)現(xiàn)包括數(shù)據(jù)填充、分塊、處理和最終輸出四個(gè)主要步驟。盡管 MD5 在許多應(yīng)用中曾被廣泛使用，但由于安全性問(wèn)題，現(xiàn)如今建議使用更安全的哈希算法。

Java 中實(shí)現(xiàn) MD5 加密方式

這三種方法都能有效地生成 MD5 哈希。選擇適合你項(xiàng)目需求的方式，如果已經(jīng)使用了 Apache Commons Codec 或 Guava，可以直接利用它們的功能；如果只是簡(jiǎn)單的 MD5 加密需求，使用 MessageDigest 是最直接的方法。
在 Java 中實(shí)現(xiàn) MD5 加密可以通過(guò)多種方式。

方法一：使用 MessageDigest

這是最基本的方式，使用 Java 內(nèi)置的 MessageDigest 類。

示例代碼：

import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class MD5UsingMessageDigest {
    public static String md5(String input) {
        try {
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
            byte[] messageDigest = md.digest(input.getBytes());
            StringBuilder hexString = new StringBuilder();
            for (byte b : messageDigest) {
                String hex = Integer.toHexString(0xff & b);
                if (hex.length() == 1) {
                    hexString.append('0');
                }
                hexString.append(hex);
            }
            return hexString.toString();
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        String input = "Hello, World!";
        System.out.println("MD5 Hash: " + md5(input));
    }
}

方法二：使用 Apache Commons Codec

Apache Commons Codec 是一個(gè)流行的庫(kù)，提供了便捷的工具類進(jìn)行編碼和解碼。

示例代碼：

首先，確保在項(xiàng)目中添加 Apache Commons Codec 的依賴：

<dependency>
    <groupId>commons-codec</groupId>

    <artifactId>commons-codec</artifactId>

    <version>1.15</version> <!-- 檢查最新版本 -->
</dependency>

然后可以使用以下代碼：

import org.apache.commons.codec.digest.DigestUtils;

public class MD5UsingCommonsCodec {
    public static void main(String[] args) {
        String input = "Hello, World!";
        String md5Hash = DigestUtils.md5Hex(input);
        System.out.println("MD5 Hash: " + md5Hash);
    }
}

方法三：使用 Guava

Google 的 Guava 庫(kù)也提供了簡(jiǎn)單的 MD5 加密功能。

示例代碼：

首先，確保在項(xiàng)目中添加 Guava 的依賴：

<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>

    <artifactId>guava</artifactId>

    <version>31.0.1-jre</version> <!-- 檢查最新版本 -->
</dependency>

然后可以使用以下代碼：

import com.google.common.hash.Hashing;

import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class MD5UsingGuava {
    public static void main(String[] args) {
        String input = "Hello, World!";
        String md5Hash = Hashing.md5()
                .hashString(input, StandardCharsets.UTF_8)
                .toString();
        System.out.println("MD5 Hash: " + md5Hash);
    }
}

方法四：SPRING核心包

import org.springframework.util.DigestUtils;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class HashController {

    @GetMapping("/md5")
    public String getMD5(@RequestParam String input) {
        return DigestUtils.md5DigestAsHex(input.getBytes());
    }
}

MD5Util

package com.maxvision.common.util;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import java.security.MessageDigest;

@Slf4j
public class MD5Util {
    private static String byteArrayToHexString(byte[] b) {
        StringBuilder resultSb = new StringBuilder();
        for (byte value : b) {
            resultSb.append(byteToHexString(value));
        }
        return resultSb.toString();
    }

    private static String byteToHexString(byte b) {
        int n = b;
        if (n < 0) {
            n += 256;
        }
        int d1 = n / 16;
        int d2 = n % 16;
        return HEX_DIGITS[d1] + HEX_DIGITS[d2];
    }

    /**
     * 用UTF8編碼進(jìn)行MD5加密
     *
     * @param origin 原字符串
     * @return 加密后字符串
     */
    public static String md5Encode(String origin) {
        return md5Encode(origin, "UTF-8");
    }

    public static String md5Encode(String origin, String charsetname) {
        String resultString = null;
        try {
            resultString = origin;
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
            if (charsetname == null || "".equals(charsetname)) {
                resultString = byteArrayToHexString(md.digest(resultString.getBytes()));
            } else {
                resultString = byteArrayToHexString(md.digest(resultString.getBytes(charsetname)));
            }
        } catch (Exception ignored) {
        }
        return resultString;
    }

    private static final String[] HEX_DIGITS = {"0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9", "a", "b", "c", "d", "e", "f"};
}

以上就是Java實(shí)現(xiàn)MD5加密的四種方式的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Java MD5加密的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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