详解MD5算法的原理以及C#和JS的实现

MD5 是哈希算法（散列算法）的一种应用。这篇文章主要和大家介绍一下MD5算法的原理以及C#和JS的实现，文中的示例代码讲解详细，需要的可以参考一下

一、简介

MD5 是哈希算法（散列算法）的一种应用。Hash 算法虽然被称为算法，但实际上它更像是一种思想。Hash 算法没有一个固定的公式，只要符合散列思想的算法都可以被称为是 Hash 算法。

算法目的就是，把任意长度的输入（又叫做预映射 pre-image），通过散列算法变换成固定长度的输出，该输出就是散列值。

注意，不同的输入可能会散列成相同的输出，所以不能从散列值来确定唯一的输入值。

散列函数简单的说就是：一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。

Hash 算法是一个广义的算法，也可以认为是一种思想，使用 Hash 算法可以提高存储空间的利用率，可以提高数据的查询效率，因为很难找到其逆向规律，也可以做数字签名来保障数据传递的安全性。所以Hash算法被广泛地应用在互联网应用中。

散列值不同 => 原始值不同

如果两个散列值是不相同的（根据同一函数），那么这两个散列值的原始输入也是不相同的。这个特性是散列函数具有确定性的结果。

散列值相同 ≠> 原始值相同

散列函数的输入和输出不是一一对应的，如果两个散列值相同，两个输入值很可能是相同的，但不绝对肯定二者一定相等（可能出现哈希碰撞）。

关于“撞库”（Credential Stuffing Attack）

其在网络安全中是一个古老的概念，按中文的字面意思解读，就是“碰撞数据库”的意思。“碰撞”意味着碰运气，即不一定能成功；而“数据库”中往往存储着大量敏感数据，比如我们登录一个网站所需要的用户名、密码，再比如手机号、身份证号等个人隐私信息。“撞库”在英文中的表述为 Credential Stuffing（密码嗅探），也非常直白的说明了撞库的主要场景：试图获取正确的账号/密码组合，大白话就是“盗号”。

二、C# 代码实现

根据传入参数，返回分大小写的 16 位或 32 位密文，并且可自定义编码规则。

// 测试 string jiamihou16 = SecurityMD5.MD5Encrypt("TestString", 16, false); // 8828701f97fa4511 string jiamihou32 = SecurityMD5.MD5Encrypt("TestString", 32);// 5B56F40F8828701F97FA4511DDCD25FB ///  /// MD5 加密方法 /// 
 /// 待加密字符串 /// 位数：16/32/64 /// 输出大小写：true 大写；false 小写(返回为 64 位时不区分大小写) /// 字符编码规则，为空默认：UTF8 ///  public static string MD5Encrypt(string md5instr, int digit, bool isupper = true, Encoding encoding = null) { string md5outstr = string.Empty; if (encoding == null) encoding = Encoding.UTF8; switch (digit) { case 16: // SecurityMD5.MD5Encrypt(md5instr, 16, true); // 16位大写 // SecurityMD5.MD5Encrypt(md5instr, 16, false); // 16位小写 var md5provider = new MD5CryptoServiceProvider(); var hashinstr16 = md5provider.ComputeHash(encoding.GetBytes(md5instr)); md5outstr = BitConverter.ToString(hashinstr16, 4, 8); md5outstr = md5outstr.Replace("-", ""); if (!isupper) md5outstr = md5outstr.ToLower(); return md5outstr; case 32: // SecurityMD5.MD5Encrypt(md5instr, 32, true); // 32位大写 // SecurityMD5.MD5Encrypt(md5instr, 32, false); // 32位小写 MD5 md532 = MD5.Create(); byte[] hashinstr32 = md532.ComputeHash(encoding.GetBytes(md5instr)); string upperorlowerflag = isupper ? "X2" : "x2"; for (int i = 0; i

三、js 代码实现

根据传入参数，返回分大小写的 16 位或 32 位密文。

// 测试 md5_function("TestString",16,false) >'8828701f97fa4511' md5_function("TestString",32,true) >'5B56F40F8828701F97FA4511DDCD25FB' // MD5 加密（入参分别是：待加密内容、返回位数、是否为大写） function md5_function(md5instr, digit, isupper){ function md5_RotateLeft(lValue, iShiftBits) { return (lValue << iShiftBits) | (lValue >>> (32 - iShiftBits)); } function md5_AddUnsigned(lX, lY) { var lX4, lY4, lX8, lY8, lResult; lX8 = (lX & 0x80000000); lY8 = (lY & 0x80000000); lX4 = (lX & 0x40000000); lY4 = (lY & 0x40000000); lResult = (lX & 0x3FFFFFFF) + (lY & 0x3FFFFFFF); if (lX4 & lY4) { return (lResult ^ 0x80000000 ^ lX8 ^ lY8); } if (lX4 | lY4) { if (lResult & 0x40000000) { return (lResult ^ 0xC0000000 ^ lX8 ^ lY8); } else { return (lResult ^ 0x40000000 ^ lX8 ^ lY8); } } else { return (lResult ^ lX8 ^ lY8); } } function md5_F(x, y, z) { return (x & y) | ((~x) & z); } function md5_G(x, y, z) { return (x & z) | (y & (~z)); } function md5_H(x, y, z) { return (x ^ y ^ z); } function md5_I(x, y, z) { return (y ^ (x | (~z))); } function md5_FF(a, b, c, d, x, s, ac) { a = md5_AddUnsigned(a, md5_AddUnsigned(md5_AddUnsigned(md5_F(b, c, d), x), ac)); return md5_AddUnsigned(md5_RotateLeft(a, s), b); }; function md5_GG(a, b, c, d, x, s, ac) { a = md5_AddUnsigned(a, md5_AddUnsigned(md5_AddUnsigned(md5_G(b, c, d), x), ac)); return md5_AddUnsigned(md5_RotateLeft(a, s), b); }; function md5_HH(a, b, c, d, x, s, ac) { a = md5_AddUnsigned(a, md5_AddUnsigned(md5_AddUnsigned(md5_H(b, c, d), x), ac)); return md5_AddUnsigned(md5_RotateLeft(a, s), b); }; function md5_II(a, b, c, d, x, s, ac) { a = md5_AddUnsigned(a, md5_AddUnsigned(md5_AddUnsigned(md5_I(b, c, d), x), ac)); return md5_AddUnsigned(md5_RotateLeft(a, s), b); }; function md5_ConvertToWordArray(md5instr) { var lWordCount; var lMessageLength = md5instr.length; var lNumberOfWords_temp1 = lMessageLength + 8; var lNumberOfWords_temp2 = (lNumberOfWords_temp1 - (lNumberOfWords_temp1 % 64)) / 64; var lNumberOfWords = (lNumberOfWords_temp2 + 1) * 16; var lWordArray = Array(lNumberOfWords - 1); var lBytePosition = 0; var lByteCount = 0; while (lByteCount >> 29; return lWordArray; }; function md5_WordToHex(lValue) { var WordToHexValue = "", WordToHexValue_temp = "", lByte, lCount; for (lCount = 0; lCount <= 3; lCount++) { lByte = (lValue >>> (lCount * 8)) & 255; WordToHexValue_temp = "0" + lByte.toString(16); WordToHexValue = WordToHexValue + WordToHexValue_temp.substr(WordToHexValue_temp.length - 2, 2); } return WordToHexValue; }; function md5_Utf8Encode(md5instr) { md5instr = md5instr?.replace(/\r\n/g, "\n"); var utftext = ""; for (var n = 0; n  127) && (c <2048)) { utftext += String.fromCharCode((c >> 6) | 192); utftext += String.fromCharCode((c & 63) | 128); } else { utftext += String.fromCharCode((c >> 12) | 224); utftext += String.fromCharCode(((c >> 6) & 63) | 128); utftext += String.fromCharCode((c & 63) | 128); } } return utftext; }; var x = Array(); var k, AA, BB, CC, DD, a, b, c, d; var S11 = 7, S12 = 12, S13 = 17, S14 = 22; var S21 = 5, S22 = 9, S23 = 14, S24 = 20; var S31 = 4, S32 = 11, S33 = 16, S34 = 23; var S41 = 6, S42 = 10, S43 = 15, S44 = 21; md5instr = md5_Utf8Encode(md5instr); x = md5_ConvertToWordArray(md5instr); a = 0x67452301; b = 0xEFCDAB89; c = 0x98BADCFE; d = 0x10325476; for (k = 0; k

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