由pcap檔案提取IPv6的flow資料
一、目標：
現有兩個大學抓取的packet資料，分片成若干部分，需要從中抽取出流資訊（ 源mac地址、目的mac地址、源ip地址、目的IP地址、源埠、目的埠、vlan、協議型別、流首包時間、流末包時間、流總大小），並按檔案中的packet順序，將結果輸出出來。
二、實現過程：
1、沒有溝通好需求是個硬傷，直接導致前面幾次提交結果不合格。
2、pcap是二進位制檔案，花了點時間研究pcap的檔案結構和二進位制檔案的讀寫方式。
3、資料量非常大，第一組資料packet數約一千萬，第二組有一億以上，對記憶體分配是個考驗。
4、一開始採用了順序查詢，速度非常慢，執行到後期，10秒只能遍歷100組資料。在老師提示下采用了hash表來儲存，速度果然不同凡響。
5、hash表關鍵字的選擇：
（1）初期：觀察了packet資料，發現源ip地址（SrcIP）不一樣的情況比較多，因此雜湊函式和關鍵字都直接用它了。衝突解決採用線性雜湊（加1）。
（ 2）中期：初期的衝突還是太多了，到後面速度異常慢，因此雜湊函式和關鍵字都改成了源mac地址、目的mac地址、源ip地址、目的IP地址、源埠、目的埠、vlan、協議型別的和（當然還要對hash表長取模），這麼一來衝突小了不少。然而執行至檔案末時速度仍然不夠。
（3）後期：導師提示了md5演算法，即Message Digest Algorithm MD5（訊息摘要演算法第五版），它的特點是：
①、壓縮性：任意長度的資料，算出的MD5值長度都是固定的。
②、容易計算：從原資料計算出MD5值很容易。
③、抗修改性：對原資料進行任何改動，哪怕只修改1個位元組，所得到的MD5值都有很大區別。
④、弱抗碰撞：已知原資料和其MD5值，想找到一個具有相同MD5值的資料（即偽造資料）是非常困難的。
⑤、強抗碰撞：想找到兩個不同的資料，使它們具有相同的MD5值，是非常困難的。
這就意味著用md5演算法作為hash函式可以大大減少衝突（實際情況是基本不出現衝突），畢竟不同關鍵字算出來的值差異太大了（但並沒有直接驗證，只是通過執行時間間接得出的結論）。
6、執行時間：一百萬個flow大概200s，這比順序查詢簡直快了四五個量級。
三、程式碼
（執行環境為Visual Studio 2012）
主程式碼如下
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include "md5.h"
#include<math.h>
#include<time.h>
#define N 13000000LL
#define NUM_OF_MAX_FLOW 13000000LL
static long long index[NUM_OF_MAX_FLOW]={0},FlowCnt=1;
typedef unsigned char uint8;
typedef struct{
int TimeStart;
int MicroSec;
int Caplen;
uint8 SrcMac[6];
uint8 DstMac[6];
uint8 SrcIP[4];
uint8 DstIP[4];
uint8 SrcPort[2];
uint8 DstPort[2];
uint8 VlanID[2];
uint8 VlanType[2];
uint8 Protocol;
int FlowBytes;
}STREAM;
typedef struct{
uint8 flag;
double timeStart;
double timeEnd;
uint8 SrcMac[6];
uint8 DstMac[6];
uint8 SrcIP[4];
uint8 DstIP[4];
uint8 SrcPort[2];
uint8 DstPort[2];
uint8 VlanID[2];
uint8 VlanType[2];
uint8 Protocol;
unsigned long FlowBytes;
unsigned long PacketsNum;
}FLOW;
static FLOW FlowTable[NUM_OF_MAX_FLOW] = { 0 };
void writeHex(FILE *fw, uint8 *str, int n)
{
int i;
for (i = 0; i<n; i++){
fprintf(fw, "%x%x", (str[i] - str[i] % 16) >> 4, str[i] % 16);
}
return;
}
int isEqual(uint8 *old,uint8 *now,int n)
{
int i;
for(i=0;i<n;i++)
if(old[i]!=now[i]) return 0;
return 1;
}
int Equal(STREAM data,FLOW FlowData)
{
if(isEqual(data.SrcMac,FlowData.SrcMac,6))
if(isEqual(data.DstMac,FlowData.DstMac,6))
if(isEqual(data.SrcIP,FlowData.SrcIP,4))
if(isEqual(data.DstIP,FlowData.DstIP,4))
if(isEqual(data.SrcPort,FlowData.SrcPort,2))
if(isEqual(data.DstPort,FlowData.DstPort,2))
if(isEqual(data.VlanID,FlowData.VlanID,2))
if(isEqual(data.VlanType,FlowData.VlanType,2))
if(data.Protocol==FlowData.Protocol)
return 1;
return 0;
}
long long string2num(uint8 *IP)
{
long long temp = (long long)IP[3];
temp += (long long)IP[2] << 8;
temp += (long long)IP[1] << 16;
temp += (long long)IP[0] << 24;
return temp;
}
int add2Hash(STREAM data,FLOW *FlowTable,long long HashNum)
{
int i,flag=0,cnt=0;
double temp;
loop:
if(cnt++>100000) return 0;
if(FlowTable[HashNum].flag==0){
FlowTable[HashNum].flag=1;
FlowTable[HashNum].timeStart=data.TimeStart+(int)data.MicroSec/1000+(data.MicroSec%1000)/1000.0;
FlowTable[HashNum].timeEnd=FlowTable[HashNum].timeStart;
for(i=0;i<6;i++) FlowTable[HashNum].SrcMac[i]=data.SrcMac[i];
for(i=0;i<6;i++) FlowTable[HashNum].DstMac[i]=data.DstMac[i];
for(i=0;i<4;i++) FlowTable[HashNum].SrcIP[i]=data.SrcIP[i];
for(i=0;i<4;i++) FlowTable[HashNum].DstIP[i]=data.DstIP[i];
for(i=0;i<2;i++) FlowTable[HashNum].SrcPort[i]=data.SrcPort[i];
for(i=0;i<2;i++) FlowTable[HashNum].DstPort[i]=data.DstPort[i];
for(i=0;i<2;i++) FlowTable[HashNum].VlanID[i]=data.VlanID[i];
for(i=0;i<2;i++) FlowTable[HashNum].VlanType[i]=data.VlanType[i];
FlowTable[HashNum].Protocol=data.Protocol;
FlowTable[HashNum].FlowBytes=data.FlowBytes;
FlowTable[HashNum].PacketsNum=1;
index[FlowCnt++]=HashNum;
return 1;
}
else{//????
if(Equal(data,FlowTable[HashNum]))
{//???????flow
temp=data.TimeStart+(int)data.MicroSec/1000+(data.MicroSec%1000)/1000.0;
if (fabs(temp - FlowTable[HashNum].timeEnd)<5 && temp>FlowTable[HashNum].timeEnd){//?????????flow
FlowTable[HashNum].timeEnd=temp;
FlowTable[HashNum].FlowBytes += data.FlowBytes;
FlowTable[HashNum].PacketsNum++;
return 1;
}
else{
/*HashNum=(HashNum*HashNum)%NUM_OF_MAX_FLOW;
add2Hash(data,FlowTable,HashNum);//????????flow?*/
HashNum = (HashNum + 1) % NUM_OF_MAX_FLOW;
while (FlowTable[HashNum].flag == 1){
if (Equal(data, FlowTable[HashNum])){
temp = data.TimeStart + (int)data.MicroSec / 1000 + (data.MicroSec % 1000) / 1000.0;
if (fabs(temp - FlowTable[HashNum].timeEnd) < 5 && temp>FlowTable[HashNum].timeEnd){//?????????flow
FlowTable[HashNum].timeEnd = temp;
FlowTable[HashNum].FlowBytes += data.FlowBytes;
FlowTable[HashNum].PacketsNum++;
flag = 1;
return 1;
}
else
HashNum = (HashNum + 1) % NUM_OF_MAX_FLOW;
}
else
HashNum = (HashNum + 1) % NUM_OF_MAX_FLOW;
}
if (flag==0){//?????
FlowTable[HashNum].flag = 1;
FlowTable[HashNum].timeStart = data.TimeStart + (int)data.MicroSec / 1000 + (data.MicroSec % 1000) / 1000.0;
FlowTable[HashNum].timeEnd = FlowTable[HashNum].timeStart;
for (i = 0; i<6; i++) FlowTable[HashNum].SrcMac[i] = data.SrcMac[i];
for (i = 0; i<6; i++) FlowTable[HashNum].DstMac[i] = data.DstMac[i];
for (i = 0; i<4; i++) FlowTable[HashNum].SrcIP[i] = data.SrcIP[i];
for (i = 0; i<4; i++) FlowTable[HashNum].DstIP[i] = data.DstIP[i];
for (i = 0; i<2; i++) FlowTable[HashNum].SrcPort[i] = data.SrcPort[i];
for (i = 0; i<2; i++) FlowTable[HashNum].DstPort[i] = data.DstPort[i];
for (i = 0; i<2; i++) FlowTable[HashNum].VlanID[i] = data.VlanID[i];
for (i = 0; i<2; i++) FlowTable[HashNum].VlanType[i] = data.VlanType[i];
FlowTable[HashNum].Protocol = data.Protocol;
FlowTable[HashNum].FlowBytes = data.FlowBytes;
FlowTable[HashNum].PacketsNum = 1;
index[FlowCnt++] = HashNum;
return 1;
}
}
}
else
{
/*HashNum=(HashNum*HashNum)%NUM_OF_MAX_FLOW;
add2Hash(data,FlowTable,HashNum);//????????flow? */
HashNum = (HashNum+1) % NUM_OF_MAX_FLOW;
goto loop;
}
}
return 1;
}
void print2file(FILE *fw,FLOW *FlowTable)
{
long long i,j,k;
for(j=0;j<FlowCnt;j++){
i=index[j];
{
if (FlowTable[i].timeStart == FlowTable[i - 1].timeStart&&FlowTable[i].timeEnd == FlowTable[i - 1].timeEnd)
break;
writeHex(fw, FlowTable[i].SrcMac, 6);
fprintf(fw," ");
writeHex(fw, FlowTable[i].DstMac, 6);
fprintf(fw,"\t");
for (k = 0; k < 3;k++)
fprintf(fw, "%d.", FlowTable[i].SrcIP[k]);
fprintf(fw, "%d\t", FlowTable[i].SrcIP[3]);
for (k = 0; k < 3; k++)
fprintf(fw, "%d.", FlowTable[i].DstIP[k]);
fprintf(fw, "%d\t", FlowTable[i].DstIP[3]);
writeHex(fw, FlowTable[i].SrcPort, 2);
fprintf(fw," ");
writeHex(fw, FlowTable[i].DstPort, 2);
fprintf(fw," ");
writeHex(fw, FlowTable[i].VlanType, 2);
fprintf(fw," ");
writeHex(fw, FlowTable[i].VlanID, 2);
fprintf(fw," ");
fprintf(fw, "%d", FlowTable[i].Protocol);
fprintf(fw,"\t%.3lf",FlowTable[i].timeStart);
fprintf(fw,"\t%.3lf",FlowTable[i].timeEnd);
fprintf(fw, "\t%10.3lf", FlowTable[i].timeEnd - FlowTable[i].timeStart);
//fprintf(fw,"\t%ld",FlowTable[i].FlowBytes);
fprintf(fw, " ");
fprintf(fw, "%8lu", FlowTable[i].FlowBytes);
fprintf(fw, "\t%ld\n", FlowTable[i].PacketsNum);
}
}
}
void myfun(FILE *fp,FILE *fw)
{
long long num = 1, HashNum=0,i;
int flag=1;
STREAM data;
uint8 result[16] = { 0 },temp[4];
fseek(fp, 24, SEEK_SET);//???????
do{
//////////////////////////////////////////
fread(&data.TimeStart, sizeof(int), 1, fp);
fread(&data.MicroSec, sizeof(int), 1, fp);
fread(&data.Caplen, sizeof(int), 1, fp);
fread(&data.FlowBytes, sizeof(int), 1, fp);
fread(data.DstMac, sizeof(uint8), 6, fp);//?DstMac
fread(data.SrcMac, sizeof(uint8), 6, fp);
fseek(fp, 2, SEEK_CUR);
fread(data.VlanID, sizeof(uint8), 2, fp);
fread(data.VlanType, sizeof(uint8), 2, fp);
fseek(fp, 9, SEEK_CUR);
fread(&data.Protocol, sizeof(uint8), 1, fp);
fseek(fp, 2, SEEK_CUR);
fread(data.SrcIP, sizeof(uint8), 4, fp);
fread(data.DstIP, sizeof(uint8), 4, fp);
fread(data.SrcPort, sizeof(uint8), 2, fp);
fread(data.DstPort, sizeof(uint8), 2, fp);
//////////////////////////////////////////
for (i = 0; i < 4; i++){
temp[i] = data.SrcMac[i] + data.DstMac[i];
}
for (i = 0; i < 4; i++){
temp[i] += data.SrcIP[i] + data.DstIP[i];
}
for (i = 0; i < 2; i++){
temp[i] += data.SrcPort[i] + data.DstPort[i] + data.VlanID[i] + data.VlanType[i] + data.Protocol;
}
ZEN_LIB::md5(temp, 4, result);
HashNum = string2num(result)%NUM_OF_MAX_FLOW;
/////////////////////
flag=add2Hash(data,FlowTable,abs(HashNum));
//index[num-1]=HashNum;
///////////////////
fseek(fp, data.Caplen - 42, SEEK_CUR);
} while (num++<N&&flag==1);
print2file(fw,FlowTable);
fclose(fp);
fclose(fw);
}
int main()
{
FILE *fp, *fw, *ftime;
long long j;
int i;
double start, finish;
char str[15]="univ2_pt2",temp[30]="result2.txt";
start = clock();//取開始時間
for (j = 0; j < NUM_OF_MAX_FLOW; j++) index[j] = 0;
for (j = 0; j < NUM_OF_MAX_FLOW; j++) FlowTable[j].flag = 0;
for(i=3;i<=7;i++){
FlowCnt = 0;
str[8]=i+'0';
temp[6]=i+'0';
fp = fopen(str, "rb");
fw = fopen(temp, "w+");
myfun(fp,fw);
}
finish = clock();//取結束時間
ftime = fopen("time.txt", "w+");
fprintf(ftime,"%f seconds\n", (finish - start) / CLOCKS_PER_SEC);//以秒為單位顯示之
putchar('\a');
putchar('\a');
//system("pause");
}其中，MD5函式如下（系轉載，很抱歉來源忘記了，若有知情者請告知我補上）
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
//位元組序的小頭和大頭的問題
#define ZEN_LITTLE_ENDIAN 0x0123
#define ZEN_BIG_ENDIAN 0x3210
//目前所有的程式碼都是為了小頭黨服務的，不知道有生之年這套程式碼是否還會為大頭黨服務一次？
#ifndef ZEN_BYTES_ORDER
#define ZEN_BYTES_ORDER ZEN_LITTLE_ENDIAN
#endif
#ifndef ZEN_SWAP_UINT16
#define ZEN_SWAP_UINT16(x) ((((x) & 0xff00) >> 8) | (((x) & 0x00ff) << 8))
#endif
#ifndef ZEN_SWAP_UINT32
#define ZEN_SWAP_UINT32(x) ((((x) & 0xff000000) >> 24) | (((x) & 0x00ff0000) >> 8) | \
(((x) & 0x0000ff00) << 8) | (((x) & 0x000000ff) << 24))
#endif
#ifndef ZEN_SWAP_UINT64
#define ZEN_SWAP_UINT64(x) ((((x) & 0xff00000000000000) >> 56) | (((x) & 0x00ff000000000000) >> 40) | \
(((x) & 0x0000ff0000000000) >> 24) | (((x) & 0x000000ff00000000) >> 8) | \
(((x) & 0x00000000ff000000) << 8 ) | (((x) & 0x0000000000ff0000) << 24) | \
(((x) & 0x000000000000ff00) << 40 ) | (((x) & 0x00000000000000ff) << 56))
#endif
//將一個（字串）陣列，拷貝到另外一個uint32_t陣列，同時每個uint32_t反位元組序
void *swap_uint32_memcpy(void *to, const void *from, size_t length)
{
memcpy(to, from, length);
size_t remain_len = (4 - (length & 3)) & 3;
//資料不是4位元組的倍數,補充0
if (remain_len)
{
for (size_t i = 0; i < remain_len; ++i)
{
*((char *)(to)+length + i) = 0;
}
//調整成4的倍數
length += remain_len;
}
//所有的資料反轉
for (size_t i = 0; i < length / 4; ++i)
{
((uint32_t *)to)[i] = ZEN_SWAP_UINT32(((uint32_t *)to)[i]);
}
return to;
}
///MD5的結果資料長度
static const size_t ZEN_MD5_HASH_SIZE = 16;
///SHA1的結果資料長度
static const size_t ZEN_SHA1_HASH_SIZE = 20;
namespace ZEN_LIB
{
/*!
@brief 求某個記憶體塊的MD5，
@return unsigned char* 返回的的結果，
@param[in] buf 求MD5的記憶體BUFFER指標
@param[in] size BUFFER長度
@param[out] result 結果
*/
unsigned char *md5(const unsigned char *buf,
size_t size,
unsigned char result[ZEN_MD5_HASH_SIZE]);
/*!
@brief 求記憶體塊BUFFER的SHA1值
@return unsigned char* 返回的的結果
@param[in] buf 求SHA1的記憶體BUFFER指標
@param[in] size BUFFER長度
@param[out] result 結果
*/
unsigned char *sha1(const unsigned char *buf,
size_t size,
unsigned char result[ZEN_SHA1_HASH_SIZE]);
};
//================================================================================================
//MD5的演算法
//每次處理的BLOCK的大小
static const size_t ZEN_MD5_BLOCK_SIZE = 64;
//md5演算法的上下文，儲存一些狀態，中間資料，結果
typedef struct md5_ctx
{
//處理的資料的長度
uint64_t length_;
//還沒有處理的資料長度
uint64_t unprocessed_;
//取得的HASH結果（中間資料）
uint32_t hash_[4];
} md5_ctx;
#define ROTL32(dword, n) ((dword) << (n) ^ ((dword) >> (32 - (n))))
#define ROTR32(dword, n) ((dword) >> (n) ^ ((dword) << (32 - (n))))
#define ROTL64(qword, n) ((qword) << (n) ^ ((qword) >> (64 - (n))))
#define ROTR64(qword, n) ((qword) >> (n) ^ ((qword) << (64 - (n))))
/*!
@brief 內部函式，初始化MD5的context，內容
@param ctx
*/
static void zen_md5_init(md5_ctx *ctx)
{
ctx->length_ = 0;
ctx->unprocessed_ = 0;
/* initialize state */
ctx->hash_[0] = 0x67452301;
ctx->hash_[1] = 0xefcdab89;
ctx->hash_[2] = 0x98badcfe;
ctx->hash_[3] = 0x10325476;
}
/* First, define four auxiliary functions that each take as input
* three 32-bit words and returns a 32-bit word.*/
/* F(x,y,z) = ((y XOR z) AND x) XOR z - is faster then original version */
#define MD5_F(x, y, z) ((((y) ^ (z)) & (x)) ^ (z))
#define MD5_G(x, y, z) (((x) & (z)) | ((y) & (~z)))
#define MD5_H(x, y, z) ((x) ^ (y) ^ (z))
#define MD5_I(x, y, z) ((y) ^ ((x) | (~z)))
/* transformations for rounds 1, 2, 3, and 4. */
#define MD5_ROUND1(a, b, c, d, x, s, ac) { \
(a) += MD5_F((b), (c), (d)) + (x) + (ac); \
(a) = ROTL32((a), (s)); \
(a) += (b); \
}
#define MD5_ROUND2(a, b, c, d, x, s, ac) { \
(a) += MD5_G((b), (c), (d)) + (x) + (ac); \
(a) = ROTL32((a), (s)); \
(a) += (b); \
}
#define MD5_ROUND3(a, b, c, d, x, s, ac) { \
(a) += MD5_H((b), (c), (d)) + (x) + (ac); \
(a) = ROTL32((a), (s)); \
(a) += (b); \
}
#define MD5_ROUND4(a, b, c, d, x, s, ac) { \
(a) += MD5_I((b), (c), (d)) + (x) + (ac); \
(a) = ROTL32((a), (s)); \
(a) += (b); \
}
/*!
@brief 內部函式，將64個位元組，16個uint32_t的陣列進行摘要（雜湊）處理，處理的資料自己序是小頭資料
@param state 存放處理的hash資料結果
@param block 要處理的block，64個位元組，16個uint32_t的陣列
*/
static void zen_md5_process_block(uint32_t state[4], const uint32_t block[ZEN_MD5_BLOCK_SIZE / 4])
{
register unsigned a, b, c, d;
a = state[0];
b = state[1];
c = state[2];
d = state[3];
const uint32_t *x = NULL;
//MD5裡面計算的資料都是小頭資料.大頭黨的資料要處理
#if ZEN_BYTES_ORDER == ZEN_LITTLE_ENDIAN
x = block;
#else
uint32_t swap_block[ZEN_MD5_BLOCK_SIZE / 4];
swap_uint32_memcpy(swap_block, block, 64);
x = swap_block;
#endif
MD5_ROUND1(a, b, c, d, x[0], 7, 0xd76aa478);
MD5_ROUND1(d, a, b, c, x[1], 12, 0xe8c7b756);
MD5_ROUND1(c, d, a, b, x[2], 17, 0x242070db);
MD5_ROUND1(b, c, d, a, x[3], 22, 0xc1bdceee);
MD5_ROUND1(a, b, c, d, x[4], 7, 0xf57c0faf);
MD5_ROUND1(d, a, b, c, x[5], 12, 0x4787c62a);
MD5_ROUND1(c, d, a, b, x[6], 17, 0xa8304613);
MD5_ROUND1(b, c, d, a, x[7], 22, 0xfd469501);
MD5_ROUND1(a, b, c, d, x[8], 7, 0x698098d8);
MD5_ROUND1(d, a, b, c, x[9], 12, 0x8b44f7af);
MD5_ROUND1(c, d, a, b, x[10], 17, 0xffff5bb1);
MD5_ROUND1(b, c, d, a, x[11], 22, 0x895cd7be);
MD5_ROUND1(a, b, c, d, x[12], 7, 0x6b901122);
MD5_ROUND1(d, a, b, c, x[13], 12, 0xfd987193);
MD5_ROUND1(c, d, a, b, x[14], 17, 0xa679438e);
MD5_ROUND1(b, c, d, a, x[15], 22, 0x49b40821);
MD5_ROUND2(a, b, c, d, x[1], 5, 0xf61e2562);
MD5_ROUND2(d, a, b, c, x[6], 9, 0xc040b340);
MD5_ROUND2(c, d, a, b, x[11], 14, 0x265e5a51);
MD5_ROUND2(b, c, d, a, x[0], 20, 0xe9b6c7aa);
MD5_ROUND2(a, b, c, d, x[5], 5, 0xd62f105d);
MD5_ROUND2(d, a, b, c, x[10], 9, 0x2441453);
MD5_ROUND2(c, d, a, b, x[15], 14, 0xd8a1e681);
MD5_ROUND2(b, c, d, a, x[4], 20, 0xe7d3fbc8);
MD5_ROUND2(a, b, c, d, x[9], 5, 0x21e1cde6);
MD5_ROUND2(d, a, b, c, x[14], 9, 0xc33707d6);
MD5_ROUND2(c, d, a, b, x[3], 14, 0xf4d50d87);
MD5_ROUND2(b, c, d, a, x[8], 20, 0x455a14ed);
MD5_ROUND2(a, b, c, d, x[13], 5, 0xa9e3e905);
MD5_ROUND2(d, a, b, c, x[2], 9, 0xfcefa3f8);
MD5_ROUND2(c, d, a, b, x[7], 14, 0x676f02d9);
MD5_ROUND2(b, c, d, a, x[12], 20, 0x8d2a4c8a);
MD5_ROUND3(a, b, c, d, x[5], 4, 0xfffa3942);
MD5_ROUND3(d, a, b, c, x[8], 11, 0x8771f681);
MD5_ROUND3(c, d, a, b, x[11], 16, 0x6d9d6122);
MD5_ROUND3(b, c, d, a, x[14], 23, 0xfde5380c);
MD5_ROUND3(a, b, c, d, x[1], 4, 0xa4beea44);
MD5_ROUND3(d, a, b, c, x[4], 11, 0x4bdecfa9);
MD5_ROUND3(c, d, a, b, x[7], 16, 0xf6bb4b60);
MD5_ROUND3(b, c, d, a, x[10], 23, 0xbebfbc70);
MD5_ROUND3(a, b, c, d, x[13], 4, 0x289b7ec6);
MD5_ROUND3(d, a, b, c, x[0], 11, 0xeaa127fa);
MD5_ROUND3(c, d, a, b, x[3], 16, 0xd4ef3085);
MD5_ROUND3(b, c, d, a, x[6], 23, 0x4881d05);
MD5_ROUND3(a, b, c, d, x[9], 4, 0xd9d4d039);
MD5_ROUND3(d, a, b, c, x[12], 11, 0xe6db99e5);
MD5_ROUND3(c, d, a, b, x[15], 16, 0x1fa27cf8);
MD5_ROUND3(b, c, d, a, x[2], 23, 0xc4ac5665);
MD5_ROUND4(a, b, c, d, x[0], 6, 0xf4292244);
MD5_ROUND4(d, a, b, c, x[7], 10, 0x432aff97);
MD5_ROUND4(c, d, a, b, x[14], 15, 0xab9423a7);
MD5_ROUND4(b, c, d, a, x[5], 21, 0xfc93a039);
MD5_ROUND4(a, b, c, d, x[12], 6, 0x655b59c3);
MD5_ROUND4(d, a, b, c, x[3], 10, 0x8f0ccc92);
MD5_ROUND4(c, d, a, b, x[10], 15, 0xffeff47d);
MD5_ROUND4(b, c, d, a, x[1], 21, 0x85845dd1);
MD5_ROUND4(a, b, c, d, x[8], 6, 0x6fa87e4f);
MD5_ROUND4(d, a, b, c, x[15], 10, 0xfe2ce6e0);
MD5_ROUND4(c, d, a, b, x[6], 15, 0xa3014314);
MD5_ROUND4(b, c, d, a, x[13], 21, 0x4e0811a1);
MD5_ROUND4(a, b, c, d, x[4], 6, 0xf7537e82);
MD5_ROUND4(d, a, b, c, x[11], 10, 0xbd3af235);
MD5_ROUND4(c, d, a, b, x[2], 15, 0x2ad7d2bb);
MD5_ROUND4(b, c, d, a, x[9], 21, 0xeb86d391);
state[0] += a;
state[1] += b;
state[2] += c;
state[3] += d;
}
/*!
@brief 內部函式，處理資料的前面部分(>64位元組的部分)，每次組成一個64位元組的block就進行雜湊處理
@param[out] ctx 演算法的context，用於記錄一些處理的上下文和結果
@param[in] buf 處理的資料，
@param[in] size 處理的資料長度
*/
static void zen_md5_update(md5_ctx *ctx, const unsigned char *buf, size_t size)
{
//為什麼不是=，因為在某些環境下，可以多次呼叫zen_md5_update，但這種情況，必須保證前面的呼叫，每次都沒有unprocessed_
ctx->length_ += size;
//每個處理的塊都是64位元組
while (size >= ZEN_MD5_BLOCK_SIZE)
{
zen_md5_process_block(ctx->hash_, reinterpret_cast<const uint32_t *>(buf));
buf += ZEN_MD5_BLOCK_SIZE;
size -= ZEN_MD5_BLOCK_SIZE;
}
ctx->unprocessed_ = size;
}
/*!
@brief 內部函式，處理資料的末尾部分，我們要拼出最後1個（或者兩個）要處理的BLOCK，加上0x80，加上長度進行處理
@param[in] ctx 演算法的context，用於記錄一些處理的上下文和結果
@param[in] buf 處理的資料
@param[in] size 處理buffer的長度
@param[out] result 返回的結果，
*/
static void zen_md5_final(md5_ctx *ctx, const unsigned char *buf, size_t size, unsigned char *result)
{
uint32_t message[ZEN_MD5_BLOCK_SIZE / 4];
//儲存剩餘的資料，我們要拼出最後1個（或者兩個）要處理的塊，前面的演算法保證了，最後一個塊肯定小於64個位元組
if (ctx->unprocessed_)
{
memcpy(message, buf + size - ctx->unprocessed_, static_cast<size_t>(ctx->unprocessed_));
}
//得到0x80要新增在的位置（在uint32_t 陣列中），
uint32_t index = ((uint32_t)ctx->length_ & 63) >> 2;
uint32_t shift = ((uint32_t)ctx->length_ & 3) * 8;
//新增0x80進去，並且把餘下的空間補充0
message[index] &= ~(0xFFFFFFFF << shift);
message[index++] ^= 0x80 << shift;
//如果這個block還無法處理，其後面的長度無法容納長度64bit，那麼先處理這個block
if (index > 14)
{
while (index < 16)
{
message[index++] = 0;
}
zen_md5_process_block(ctx->hash_, message);
index = 0;
}
//補0
while (index < 14)
{
message[index++] = 0;
}
//儲存長度，注意是bit位的長度,這個問題讓我看著鬱悶了半天，
uint64_t data_len = (ctx->length_) << 3;
//注意MD5演算法要求的64bit的長度是小頭LITTLE-ENDIAN編碼，注意下面的比較是!=
#if ZEN_BYTES_ORDER != ZEN_LITTLE_ENDIAN
data_len = ZEN_SWAP_UINT64(data_len);
#endif
message[14] = (uint32_t)(data_len & 0x00000000FFFFFFFF);
message[15] = (uint32_t)((data_len & 0xFFFFFFFF00000000ULL) >> 32);
zen_md5_process_block(ctx->hash_, message);
//注意結果是小頭黨的，在大頭的世界要進行轉換
#if ZEN_BYTES_ORDER == ZEN_LITTLE_ENDIAN
memcpy(result, &ctx->hash_, ZEN_MD5_HASH_SIZE);
#else
swap_uint32_memcpy(result, &ctx->hash_, ZEN_MD5_HASH_SIZE);
#endif
}
//計算一個記憶體資料的MD5值
unsigned char *ZEN_LIB::md5(const unsigned char *buf,
size_t size,
unsigned char result[ZEN_MD5_HASH_SIZE])
{
assert(result != NULL);
md5_ctx ctx;
zen_md5_init(&ctx);
zen_md5_update(&ctx, buf, size);
zen_md5_final(&ctx, buf, size, result);
return result;
}四、結果
最終提取出來的結果示例如下，其中，排列格式為（從左至右）：
源mac地址、目的mac地址、源ip地址、目的IP地址、源埠、目的埠、vlan、協議型別、流首包時間、流末包時間、流總大小
0030488b0be8 00000c07ac00 244.157.209.31 27.88.27.89 0022 e984 0038 4500 157 1264194698.490 1264194698.490 0.000 70 1
0009e9b6e18a 01005e000002 210.218.218.164 7.193.7.193 001c 6679 0030 45c0 157 1264194698.836 1264194698.836 0.000 62 1
0009e97fd60a 0030488b0be8 244.157.82.156 27.89.27.88 0022 a1ea 005d 4500 157 1264194698.845 1264194698.845 0.000 107 1
0009e97fd60a 003048859c18 244.157.82.106 27.89.27.88 0022 3a82 00ec 4500 157 1264194698.887 1264194698.887 0.000 250 1
0009e9b6e18a 01005e000002 210.218.218.164 7.193.7.193 001c 167a 0030 45c0 157 1264194698.936 1264194698.936 0.000 62 1
003048859c18 00000c07ac00 244.157.209.31 27.88.27.89 0022 e50a 005e 4500 157 1264194698.986 1264194698.986 0.000 108 1
0009e97fd60a 003048859c18 244.157.82.106 27.89.27.88 0022 ca8f 005d 4500 157 1264194699.335 1264194699.335 0.000 107 1
003048859c18 00000c07ac00 244.157.209.31 27.88.27.89 0022 0b70 0038 4500 157 1264194699.734 1264194699.734 0.000 70 1
0009e97fd60a 003048859c18 244.157.82.106 27.89.27.88 0022 cb4a 005d 4500 157 1264194700.084 1264194700.084 0.000 107 1
0009e97fd60a 0030488b0cf6 244.157.82.176 27.89.27.88 0022 d07f 0080 4500 157 1264194700.088 1264194700.088 0.000 142 1 相關文章
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