Hash算法MD5-实验报告

哈尔滨工程大学实验报告实验名称：Hash算法MD5班级：学号：姓名：实验时间：2014年6月成绩：指导教师：实验室名称：哈尔滨工程大学实验室与资产管理处制一、实验名称Hash算法ＭＤ５二、实验目的通过实际编程了解MD5算法的加密和解密过程，加深对Hash算法的认识。三、实验环境（实验所使用的器件、仪器设备名称及规格）运行Windows或Linux操作系统的PC机，具有gcc(Linux)、VC（Windows）等C语言编译环境。四、任务及其要求（1）利用自己所编的MD5程序对一个文件进行处理，计算它的Hash值，提交程序代程和运算结果。（2）微软的系统软件都有MD5验证，尝试查找软件的MD5值。同时，在Windows操作系统中，通过开始→运行→sigverif命令，利用数字签名查找验证非Windows的系统软件。__五、实验设计（包括原理图、真值表、分析及简化过程、卡诺图、源代码等）在MD5算法中，首先需要对信息进行填充，使其字节长度与448模512同余，即信息的字节长度扩展至n*512+448，n为一个正整数。填充的方法如下：在信息的后面填充第一位为1，其余各位均为0，直到满足上面的条件时才停止用0对信息填充。然后，再在这个结果后面附加一个以64位二进制表示的填充前信息长度。经过这两步的处理，现在的信息字节长度为n*512+448=(n+1)*512，即长度恰好是512的整数倍，这样做的目的是为满足后面处理中后面处理中对信息长度的要求。n个分组中第q个分组表示为Yq。MD5中有A、B、C、D，4个32位被称作链接变量的整数参数，它们的初始值分别为：A=01234567B=89abcdef,C=fedcba98，D=76543210当设置好这个4个链接变量后，就开始进入算法的4轮循环运算。循环的次数是信息中512位信息分组数目。首先将上面4个链接变量复制到另外4个变量中A到AA，B到BB，C到CC，D到DD，以备后面进行处理。然后进入主循环，主循环有4轮，每轮循环都很相似。第1轮进行16次操作，每次操作对A、B、C和D中的其中3个作一次非线性函数运算，然后将所得结果加上第4个变量，文本的一个子分组和一个常数。再将所得结果向左循环移S位，并加上A、B、C或D其中之一。最后用该结果取代A、B、C或D其中之一。以下是每次操作中用到的4个非线性函数（每轮一个）。F（B,C,D）=(B∧C)∨__________(B∧D)(此处需修改)G（B,C,D）=(B∧D)∨(C∧D)H（B,C,D）=B⊕C⊕DI（B,C,D）=C⊕(B∨D)（注：∧是与，∨是或，是非，⊕是异或。）2下面为每一轮16步操作中的4次操作，16步操作按照一定次序顺序进行。FF（A,B,C,D,M[j],S,T[i]）表示A=B+(A+(F(B,C,D)+M[j]+T[i])S)GG（A,B,C,D,M[j],S,T[i]）表示A=B+(A+(G(G,C,D)+M[j]+T[i])S)HH（A,B,C,D,M[j],S,T[i]）表示A=B+(A+(H(B,C,D)+M[j]+T[i])S)II（A,B,C,D,M[j],S,T[i]）表示A=B+(A+(I(B,C,D)+M[j]+T[i])S)(注：“+”定义为mod232的模运算。)M[j]表示在第q个512位数据块中的第j个32位子分组，0≤j≤15。常数T[i]可以有如下选择，在第i步中，T[i]是4294967296*abs(sin(i))的整数部分（注：4294967296=232。），i的单位是弧度。其中，T[i]是32位的随机数源，它消除了输入数据中任何规律性的特征。表1-4说明了四轮主循环中每轮16步操作的具体步骤。所有这些完成之后，将A、B、C、D分别加上AA、BB、CC、DD。然后用下一分组数据继续运行算法，最后的输出是A、B、C和D的级联。#includestdio.h#includestdlib.h#includetime.h#includestring.htypedefunsignedchar*POINTER;typedefunsignedshortintUINT2;typedefunsignedlongintUINT4;typedefstruct{UINT4state[4];UINT4count[2];unsignedcharbuffer[64];}MD5_CTX;voidMD5Init(MD5_CTX*);voidMD5Update(MD5_CTX*,unsignedchar*,unsignedint);voidMD5Final(unsignedchar[16],MD5_CTX*);#defineS117#defineS1212#defineS1317#defineS1422#defineS215#defineS229#defineS2314#defineS2420#defineS314#defineS3211#defineS3316#defineS3423#defineS416#defineS4210#defineS4315#defineS4421staticunsignedcharPADDING[64]={0x80,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};#defineF(x,y,z)(((x)&(y))|((~x)&(z)))#defineG(x,y,z)(((x)&(z))|((y)&(~z)))#defineH(x,y,z)((x)^(y)^(z))#defineI(x,y,z)((y)^((x)|(~z)))#defineROTATE_LEFT(x,n)(((x)(n))|((x)(32-(n))))#defineFF(a,b,c,d,x,s,ac){(a)+=F((b),(c),(d))+(x)+(UINT4)(ac);(a)=ROTATE_LEFT((a),(s));(a)+=(b);}#defineGG(a,b,c,d,x,s,ac){(a)+=G((b),(c),(d))+(x)+(UINT4)(ac);(a)=ROTATE_LEFT((a),(s));(a)+=(b);}#defineHH(a,b,c,d,x,s,ac){(a)+=H((b),(c),(d))+(x)+(UINT4)(ac);(a)=ROTATE_LEFT((a),(s));(a)+=(b);}#defineII(a,b,c,d,x,s,ac){(a)+=I((b),(c),(d))+(x)+(UINT4)(ac);(a)=ROTATE_LEFT((a),(s));(a)+=(b);}inlinevoidEncode(unsignedchar*output,UINT4*input,unsignedintlen){unsignedinti,j;for(i=0,j=0;jlen;i++,j+=4){output[j]=(unsignedchar)(input[i]&0xff);output[j+1]=(unsignedchar)((input[i]8)&0xff);output[j+2]=(unsignedchar)((input[i]16)&0xff);output[j+3]=(unsignedchar)((input[i]24)&0xff);}}inlinevoidDecode(UINT4*output,unsignedchar*input,unsignedintlen){unsignedinti,j;for(i=0,j=0;jlen;i++,j+=4)output[i]=((UINT4)input[j])|(((UINT4)input[j+1])8)|(((UINT4)input[j+2])16)|(((UINT4)input[j+3])24);}inlinevoidMD5Transform(UINT4state[4],unsignedcharblock[64]){UINT4a=state[0],b=state[1],c=state[2],d=state[3],x[16];Decode(x,block,64);FF(a,b,c,d,x[0],S11,0xd76aa478);/*1*/FF(d,a,b,c,x[1],S12,0xe8c7b756);/*2*/FF(c,d,a,b,x[2],S13,0x242070db);/*3*/FF(b,c,d,a,x[3],S14,0xc1bdceee);/*4*/FF(a,b,c,d,x[4],S11,0xf57c0faf);/*5*/FF(d,a,b,c,x[5],S12,0x4787c62a);/*6*/FF(c,d,a,b,x[6],S13,0xa8304613);/*7*/FF(b,c,d,a,x[7],S14,0xfd469501);/*8*/FF(a,b,c,d,x[8],S11,0x698098d8);/*9*/FF(d,a,b,c,x[9],S12,0x8b44f7af);/*10*/FF(c,d,a,b,x[10],S13,0xffff5bb1);/*11*/FF(b,c,d,a,x[11],S14,0x895cd7be);/*12*/FF(a,b,c,d,x[12],S11,0x6b901122);/*13*/FF(d,a,b,c,x[13],S12,0xfd987193);/*14*/FF(c,d,a,b,x[14],S13,0xa679438e);/*15*/FF(b,c,d,a,x[15],S14,0x49b40821);/*16*/GG(a,b,c,d,x[1],S21,0xf61e2562);/*17*/GG(d,a,b,c,x[6],S22,0xc040b340);/*18*/GG(c,d,a,b,x[11],S23,0x265e5a51);/*19*/GG(b,c,d,a,x[0],S24,0xe9b6c7aa);/*20*/GG(a,b,c,d,x[5],S21,0xd62f105d);/*21*/GG(d,a,b,c,x[10],S22,0x2441453);/*22*/GG(c,d,a,b,x[15],S23,0xd8a1e681);/*23*/GG(b,c,d,a,x[4],S24,0xe7d3fbc8);/*24*/GG(a,b,c,d,x[9],S21,0x21e1cde6);/*25*/GG(d,a,b,c,x[14],S22,0xc33707d6);/*26*/GG(c,d,a,b,x[3],S23,0xf4d50d87);/*27*/GG(b,c,d,a,x[8],S24,0x455a14ed);/*28*/GG(a,b,c,d,x[13],S21,0xa9e3e905);/*29*/GG(d,a,b,c,x[2],S22,0xfcefa3f8);/*30*/GG(c,d,a,b,x[7],S23,0x676f02d9);/*31*/GG(b,c,d,a,x[12],S24,0x8d2a4c8a);/*32*/HH(a,b,c,d,x[5],S31,0xfffa3942);/*33*/HH(d,a,b,c,x[8],S32,0x8771f681);/*34*/HH(c,d,a,b,x[11],S33,0x6d9d6122);/*35*/HH(b,c,d,a,x[14],S34,0xfde5380c);/*36*/HH(a,b,c,d,x[1],S31,0xa4beea44);/*37*/HH(d,a,b,c,x[4],S32,0x4bdecfa9);/*38*/HH(c,d,a,b,x[7],S33,0x