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[其它] 什么是MD5?MD5有什么作用?

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李海18298346873

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菜鸟站长联盟 发表于 2020-5-12 11:41:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    MD5信息摘要算法(英语:MD5 Message-Digest Algorithm),一种被广泛使用的密码散列函数,可以产生出一个128位(16字节)的散列值(hash value),用于确保信息传输完整一致。
    MD5由美国密码学家罗纳德·李维斯特(Ronald Linn Rivest)设计,于1992年公开,用以取代MD4算法。这套算法的程序在 RFC 1321 标准中被加以规范。1996年后该算法被证实存在弱点,可以被加以破解,对于需要高度安全性的数据,专家一般建议改用其他算法,如SHA-2。2004年,证实MD5算法无法防止碰撞(collision),因此不适用于安全性认证,如SSL公开密钥认证或是数字签名等用途。


    用于密码管理

    当我们需要保存某些密码信息以用于身份确认时,如果直接将密码信息以明码方式保存在数据库中,不使用任何保密措施,系统管理员就很容易能得到原来的密码信息,这些信息一旦泄露, 密码也很容易被破译。为了增加安全性,有必要对数据库中需要保密的信息进行加密,这样,即使有人得到了整个数据库,如果没有解密算法,也不能得到原来的密码信息。MD5算法可以很好地解决这个问题,因为它可以将任意长度的输入串经过计算得到固定长度的输出,而且只有在明文相同的情况下,才能等到相同的密文,并且这个算法是不可逆的,即便得到了加密以后的密文,也不可能通过解密算法反算出明文。这样就可以把用户的密码以MD5值(或类似的其它算法)的方式保存起来,用户注册的时候,系统是把用户输入的密码计算成 MD5 值,然后再去和系统中保存的 MD5 值进行比较,如果密文相同,就可以认定密码是正确的,否则密码错误。通过这样的步骤,系统在并不知道用户密码明码的情况下就可以确定用户登录系统的合法性。这样不但可以避免用户的密码被具有系统管理员权限的用户知道,而且还在一定程度上增加了密码被破解的难度。

    电子签名

    MD5 算法还可以作为一种电子签名的方法来使用,使用 MD5算法就可以为任何文件(不管其大小、格式、数量)产生一个独一无二的“数字指纹”,借助这个“数字指纹”,通过检查文件前后 MD5 值是否发生了改变,就可以知道源文件是否被改动。我们在下载软件的时候经常会发现,软件的下载页面上除了会提供软件的下载地址以外,还会给出一串长长的字符串。这串字符串其实就是该软件的MD5 值,它的作用就在于下载该软件后,对下载得到的文件用专门的软件(如 Windows MD5 check 等)做一次 MD5 校验,以确保我们获得的文件与该站点提供的文件为同一文件。利用 MD5 算法来进行文件校验的方案被大量应用到软件下载站、论坛数据库、系统文件安全等方面。

    垃圾邮件筛选

    在电子邮件使用越来越普遍的情况下,可以利用 MD5 算法在邮件接收服务器上进行垃圾邮件的筛选,以减少此类邮件的干扰,具体思路如下:
    • 建立一个邮件 MD5 值资料库,分别储存邮件的 MD5 值、允许出现的次数(假定为 3)和出现次数(初值为零)。
    • 对每一封收到的邮件,将它的正文部分进行MD5 计算,得到 MD5 值,将这个值在资料库中进行搜索。
    • 如未发现相同的 MD5 值,说明此邮件是第一次收到,将此 MD5 值存入资料库,并将出现次数置为1,转到第五步。
    • 如发现相同的 MD5 值,说明收到过同样内容的邮件,将出现次数加 1,并与允许出现次数相比较,如小于允许出现次数,就转到第五步。否则中止接收该邮件。结束。
    • 接收该邮件 。

           MD5的典型应用是对一段信息(Message)产生信息摘要(Message-Digest),以防止被篡改。比如,在UNIX下有很多软件在下载的时候都有一个文件名相同,文件扩展名为.md5的文件,在这个文件中通常只有一行文本,大致结构如:

      MD5 (tanajiya.tar.gz) = 0ca175b9c0f726a831d895e269332461

      这就是tanajiya.tar.gz文件的数字签名。MD5将整个文件当作一个大文本信息,通过其不可逆的字符串变换算法,产生了这个唯一的MD5信息摘要。为了让读者朋友对MD5的应用有个直观的认识,笔者以一个比方和一个实例来简要描述一下其工作过程:

      大家都知道,地球上任何人都有自己独一无二的指纹,这常常成为公安机关鉴别罪犯身份最值得信赖的方法;与之类似,MD5就可以为任何文件(不管其大小、格式、数量)产生一个同样独一无二的“数字指纹”,如果任何人对文件名做了任何改动,其MD5值也就是对应的“数字指纹”都会发生变化。

      我们常常在某些软件下载站点的某软件信息中看到其MD5值,它的作用就在于我们可以在下载该软件后,对下载回来的文件用专门的软件(如Windows MD5 Check等)做一次MD5校验,以确保我们获得的文件与该站点提供的文件为同一文件。利用MD5算法来进行文件校验的方案被大量应用到软件下载站、论坛数据库、系统文件安全等方面。

      MD5的典型应用是对一段Message(字节串)产生fingerprint(指纹),以防止被“篡改”。举个例子,你将一段话写在一个叫 readme.txt文件中,并对这个readme.txt产生一个MD5的值并记录在案,然后你可以传播这个文件给别人,别人如果修改了文件中的任何内容,你对这个文件重新计算MD5时就会发现(两个MD5值不相同)。如果再有一个第三方的认证机构,用MD5还可以防止文件作者的“抵赖”,这就是所谓的数字签名应用。

      MD5还广泛用于操作系统的登陆认证上,如Unix、各类BSD系统登录密码、数字签名等诸多方。如在UNIX系统中用户的密码是以MD5(或其它类似的算法)经Hash运算后存储在文件系统中。当用户登录的时候,系统把用户输入的密码进行MD5 Hash运算,然后再去和保存在文件系统中的MD5值进行比较,进而确定输入的密码是否正确。通过这样的步骤,系统在并不知道用户密码的明码的情况下就可以确定用户登录系统的合法性。这可以避免用户的密码被具有系统管理员权限的用户知道。MD5将任意长度的“字节串”映射为一个128bit的大整数,并且是通过该128bit反推原始字符串是困难的,换句话说就是,即使你看到源程序和算法描述,也无法将一个MD5的值变换回原始的字符串,从数学原理上说,是因为原始的字符串有无穷多个,这有点象不存在反函数的数学函数。所以,要遇到了md5密码的问题,比较好的办法是:你可以用这个系统中的md5()函数重新设一个密码,如admin,把生成的一串密码的Hash值覆盖原来的Hash值就行了。

      正是因为这个原因,现在被黑客使用最多的一种破译密码的方法就是一种被称为"跑字典"的方法。有两种方法得到字典,一种是日常搜集的用做密码的字符串表,另一种是用排列组合方法生成的,先用MD5程序计算出这些字典项的MD5值,然后再用目标的MD5值在这个字典中检索。我们假设密码的最大长度为8位字节(8 Bytes),同时密码只能是字母和数字,共26+26+10=62个字符,排列组合出的字典的项数则是P(62,1)+P(62,2)….+P(62,8),那也已经是一个很天文的数字了,存储这个字典就需要TB级的磁盘阵列,而且这种方法还有一个前提,就是能获得目标账户的密码MD5值的情况下才可以。这种加密技术被广泛的应用于UNIX系统中,这也是为什么UNIX系统比一般操作系统更为坚固一个重要原因。


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