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簡介
MD5（Message-Digest Algorithm 5）是一種被廣泛使用的密碼雜湊函式，它可以產生出一個128位（16位元組）的雜湊值（hash value），用於確保資訊傳輸完整一致。MD5並不是一種加密演算法（因為它不可逆），而是一種摘要演算法或雜湊演算法。以下是MD5加密（更準確地說是雜湊）原理的簡要概述：
說明
- 輸入：
MD5接受任意長度的“位元組串”作為輸入。
在實際應用中，輸入資料可能是檔案、文字字串或其他二進位制資料。 - 預處理：
如果輸入資料的長度不是512位的倍數（即64位元組），則對其進行填充（padding），使得其長度變為512位的倍數。填充的方式是在原始資料的末尾首先新增一個1，然後新增足夠多的0，直到長度滿足下一個512位的邊界條件，最後新增64位的原始資料長度（以大端位元組序表示）。 - 處理過程：
MD5演算法將輸入資料分為若干個512位的分組（chunks），然後對這些分組進行迭代處理。
對於每個512位的分組，它執行四輪（rounds）不同的操作，每輪包含16個步驟（steps）。這些步驟涉及各種位操作（如與、或、非、異或、迴圈移位等）和四個固定的32位常數（這些常數被稱為連結變數或連結值）。
在每輪中，MD5使用四個32位的緩衝區（被稱為A、B、C和D）來儲存中間結果。這四個緩衝區在演算法開始時被初始化為特定的值。 - 輸出：
當所有的輸入分組都被處理完後，演算法將四個緩衝區（A、B、C和D）中的值級聯起來，形成一個128位的雜湊值（hash value）。
這個雜湊值通常以32個十六進位制數字的形式表示。 - 安全性：
MD5在設計時並未考慮抵禦現代密碼分析技術，因此在某些情況下存在安全漏洞。例如，存在所謂的“碰撞”（collision）問題，即不同的輸入資料可能產生相同的MD5雜湊值。
由於這些安全漏洞，MD5現在不再被推薦用於需要高安全性的場景，如密碼儲存或數字簽名。在這些場景中，更安全的雜湊函式（如SHA-256或SHA-3）應該被使用。
應用
儘管存在安全漏洞，但MD5仍然在許多應用中發揮著作用，特別是在不需要高安全性的場景中。例如，它可以用於檢測檔案是否被篡改（透過比較檔案的MD5雜湊值），或者用於生成資料的唯一識別符號（如URL的簡短表示）。