加密算法极先锋之MD5算法

在开发过程中，避免不了要涉及到数据加密，比如用户账号密码的加密，用户敏感数据的加密，涉及到的加密算法种类繁多，作为拿来主义的开发者时间精力有限，能够清楚其中主流的加密算法和用途，就已经足够了。

主要的数据加密算法主要有：md5、sha、aes、des、rsa、base64等等。

先来看看我们的老熟人：md5算法，几乎在任何一个系统中，都少不了他的身影。MD5算法全称叫 Message Digest Algorithm 5(信息摘要算法5)，是数字摘要算法的一种实现，摘要长度为128位。由于其算法的复杂性和不可逆性，主要用于确保信息传输完整性和一致性。他还有早期的“不太争气”的几代MD2、MD3、MD4（早期的几代就是由于复杂度不够被破解了）。正是由于MD5算法有如此特性，在业界应用非常广泛，主流的编程语言都自带有MD5的实现。

最常见的，很多系统中的用户密码都采用了MD5加密算法进行加密。但是树大必然招风，就像windows系统应用广泛了，安全性就收到了挑战，MD5也不例外。度娘一下就会发现，有诸多网站提供MD5破解，有的甚至需要收费提供破解服务。

不过不用担心，目前能破解MD5并还原出原始数据的成功率很低（当然像123456这种弱智的原文，就不要提了，其他的破解可以自行度娘试试）。这就需要提到现行MD5算法的主要破解思路，其实核心只有一个，那就是暴力碰撞（其他还有两种 字典法、彩虹表法都是暴力碰撞法的改良，原理一样），说白了就是用已知的字符进行各种变态组合，生成众多的密文与原文的对应库，然后反向根据密文，找到对应的明文。

比如，你的明文数据是 abcd1234（当然实际不应该这么简单，这里只是举例），加密出来的密文是e19d5cd5af0378da05f63f891c7467af，那么不安好心的人就会用密文e19d5cd5af0378da05f63f891c7467af去提供这种破解的工具或者服务那里，查询这个密文有没有对应明文，如果有，就代表破解成功了，然后他就拿这个“破解”得到的明文去登录你的账号，结果可想而知。

成功进入了你的领地，但这个成功，是不完美的。因为md5的不可逆性，大多数账号登录过程，只能拿用户输入的原文加密成MD5密文后去跟数据库里的密文比较，相同则认定密码正确。

但这也有漏网之鱼，因为即使破解出来的结果不是上面说到的abcd1234而是xxxxx，也有可能用xxxx成功登录系统。

因为MD5虽然不可逆，但不是唯一性。 这里所谓的破解，并非把摘要还原成原文。为什么呢？因为固定128位的摘要（也就是加密后的密文）是有穷的，而原文数量是无穷的，每一个摘要都可以由若干个原文通过Hash得到。换句人话说，就是不同的原文可能加密后得到相同的密文。那么拿密文猜测原文就会得到多个结果，单纯比较密文，就会被认为是一致的。而反过来，也是同理。拿到不一定对的还原出来的明文去做其他操作，也不一定能成功。

总结一下，MD5加密算法之所以破解成功的概率很低，主要由于以下几点：
1）依赖暴力碰撞的破解思路，意味着需要尽可能多的组合所有字符，形成海量的配对库，用于通过密文反向查询明文，但字符种类千千万万，所有都进行组合，可能性都超过地球的细胞总数了，估计现在所有硬盘加在一起的空间都存不下，成本之高，可想而知。

2）目前能破解的都属于已经被组合猜测过的，一般也都是长度较短的或者比较有规律的组合。只要长度越长越没有规律，不同类型字符组合越多，破解概率越低，几乎不会成功。

3）就算密文对了，原始明文也不一定对，当然这是最后一道防线，听天由命了。

另外，MD5的用途，目前主流的无非两种，一种是用于类似用户密码等不需要还原的敏感数据的加密，一种是用于确保信息传输完整性和一致性。其实，第二种用途才是他诞生的初衷。

这里简单提一下第二种用途。很多支付接口、数据交互接口，都采用基于MD5来确保数据的完整性和一致性，也就是在网络传输过程中没有被篡改。如何保证数据不被篡改，仅仅依靠MD5做不到，还需要联手其他加密算法，具体请后续再谈。

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