c++实现md5加密
最近发现md5加密算法挺有趣，特点是单向加密不可逆，加密后的字符串长度相等，于是就用C++尝试实现了一下
最近有网友反馈加密结果不一致的问题，于是进一步来回顾了一下6年前写的这篇博客，发现的问题:此程序，在windows下vs编译运行正常，但是在linux平台下（测试环境为64位 ubuntu1804），同样的代码运行的结果却不一样,经过调试发现，原来是因为abs这个库函数,linux默认用的返回值为int类型的abs函数，vs下默认是double类型的，默认用的版本不一样，于是，将abs和sin函数统一使用std命名空间下的，经过测试，结果一致!大家以后也要养成良好习惯，不要再次踩入我6年前的这个错误，标准库函数统一使用std命名空间，可参考google c++编码规范！
网友反应出来的中文不一致的问题，是因为，windows下默认使用gbk编码，而llinux下使用的utf8,网页上的在线md5加密，中文也是utf8格式的，所以导致vs或者windows下可能中文的md5码和网上看到的不一样！如果是在windows平台上,包含中文的字符串，需要确认自己的字符串编码是否为utf8格式，如果不是，windows下需要将gbk编码转为utf8格式，这个使用windows.h这个头文件里的MultiByteToWideChar 这个系统api可以实现转换，从而结果实现一致(这个我本地今天[2022月06月19日 17:35] 已经测试验证过，windows下vs2017,linux下对应为ubuntu1804,vscode编译调试，三者环境下，加密所得的md5码，和在线md5加密结果最终是一致，包换中文的字符串加密结果，三个平台也是一致的！关于windows下gbk转utf8编码的博客也很多，需要的可以自行学习参考一下,我这里就不发出来了!
头文件定义
1 /* 2 ******************************************************* 3 * brief: md5 encryption 4 * author: Monkey.Knight 5 ******************************************************* 6 */ 7 8 #ifndef __MD5_ENCODE_H__ 9 #define __MD5_ENCODE_H__ 10 11 // std 12 #include <string> 13 14 // define 15 #define UInt32 unsigned int 16 #define BIT_OF_BYTE 8 17 #define BIT_OF_GROUP 512 18 #define SRC_DATA_LEN 64 19 20 // 四个非线性函数宏定义 21 #define DEF_F(X, Y, Z ) ((( (X) & (Y) )|((~X)&(Z)))) 22 #define DEF_G(X, Y, Z) (((X)&(Z))|((Y)&(~Z))) 23 #define DEF_H(X, Y, Z) ((X)^(Y)^(Z)) 24 #define DEF_I(X, Y, Z) ((Y)^((X)|(~Z))) 25 26 // 求链接数函数宏定义 27 #define FF(a, b, c, d, Mj, s, ti) (a = b + CycleMoveLeft((a + DEF_F(b,c,d) + Mj + ti),s)); 28 #define GG(a, b, c, d, Mj, s, ti) (a = b + CycleMoveLeft((a + DEF_G(b,c,d) + Mj + ti),s)); 29 #define HH(a, b, c, d, Mj, s, ti) (a = b + CycleMoveLeft((a + DEF_H(b,c,d) + Mj + ti),s)); 30 #define II(a, b, c, d, Mj, s, ti) (a = b + CycleMoveLeft((a + DEF_I(b,c,d) + Mj + ti),s)); 31 32 33 class Md5Encode { 34 public: 35 // 4轮循环算法 36 struct ParamDynamic{ 37 UInt32 ua_; 38 UInt32 ub_; 39 UInt32 uc_; 40 UInt32 ud_; 41 UInt32 va_last_; 42 UInt32 vb_last_; 43 UInt32 vc_last_; 44 UInt32 vd_last_; 45 }; 46 public: 47 Md5Encode() { 48 } 49 std::string Encode(std::string src_info); 50 51 protected: 52 53 UInt32 CycleMoveLeft(UInt32 src_num, int bit_num_to_move); 54 UInt32 FillData(const char *in_data_ptr, int data_byte_len, char** out_data_ptr); 55 void RoundF(char *data_512_ptr, ParamDynamic & param); 56 void RoundG(char *data_512_ptr, ParamDynamic & param); 57 void RoundH(char *data_512_ptr, ParamDynamic & param); 58 void RoundI(char *data_512_ptr, ParamDynamic & param); 59 void RotationCalculate(char *data_512_ptr, ParamDynamic & param); 60 std::string GetHexStr(unsigned int num_str); 61 62 private: 63 // 幻数定义 64 static const int kA; 65 static const int kB; 66 static const int kC; 67 static const int kD; 68 static const unsigned long long k_ti_num_integer; 69 }; 70 71 #endif
源文件:
#include "md5_encode.h" #include <iostream> // 幻数定义 const int Md5Encode::kA = 0x67452301; const int Md5Encode::kB = 0xefcdab89; const int Md5Encode::kC = 0x98badcfe; const int Md5Encode::kD = 0x10325476; const unsigned long long Md5Encode::k_ti_num_integer = 4294967296; // function: CycleMoveLeft // @param src_num:要左移的数 // @param bit_num_to_move:要移动的bit位数 // @return 循环左移后的结果数 UInt32 Md5Encode::CycleMoveLeft(UInt32 src_num, int bit_num_to_move) { UInt32 src_num1 = src_num; UInt32 src_num2 = src_num; if (0 >= bit_num_to_move) { return src_num; } UInt32 num1 = src_num1 << bit_num_to_move; UInt32 num2 = src_num2 >> (32 - bit_num_to_move); return ((src_num1 << bit_num_to_move) \ | (src_num2 >> (32 - bit_num_to_move))); } // function: FillData // @param in_data_ptr: 要加密的信息数据 // @param data_byte_len: 数据的字节数 // @param out_data_ptr: 填充必要信息后的数据 // return : 填充信息后的数据长度,以字节为单位 UInt32 Md5Encode::FillData(const char *in_data_ptr, int data_byte_len, char** out_data_ptr) { int bit_num = data_byte_len*BIT_OF_BYTE; int grop_num = bit_num / BIT_OF_GROUP; int mod_bit_num = bit_num % BIT_OF_GROUP; int bit_need_fill = 0; if (mod_bit_num > (BIT_OF_GROUP - SRC_DATA_LEN)) { bit_need_fill = (BIT_OF_GROUP - mod_bit_num); bit_need_fill += (BIT_OF_GROUP - SRC_DATA_LEN); } else { bit_need_fill = (BIT_OF_GROUP - SRC_DATA_LEN) - mod_bit_num; // 这里多加了一个BIT_OF_GROUP，避免bit_need_fill正好等于0,暂时不加 } int all_bit = bit_num + bit_need_fill; if (0 < bit_need_fill) { *out_data_ptr = new char[all_bit / BIT_OF_BYTE + SRC_DATA_LEN / BIT_OF_BYTE]; memset(*out_data_ptr, 0, all_bit / BIT_OF_BYTE + SRC_DATA_LEN / BIT_OF_BYTE); // copy data memcpy(*out_data_ptr, in_data_ptr, data_byte_len); // fill rest data unsigned char *tmp = reinterpret_cast<unsigned char *>(*out_data_ptr); tmp += data_byte_len; // fill 1 and 0 *tmp = 0x80; // fill origin data len unsigned long long * origin_num = (unsigned long long *)((*out_data_ptr) + ((all_bit / BIT_OF_BYTE))); *origin_num = data_byte_len*BIT_OF_BYTE; } return (all_bit / BIT_OF_BYTE + SRC_DATA_LEN / BIT_OF_BYTE); } void Md5Encode::RoundF(char *data_BIT_OF_GROUP_ptr, ParamDynamic & param) { UInt32 *M = reinterpret_cast<UInt32*>(data_BIT_OF_GROUP_ptr); int s[] = { 7, 12, 17, 22 }; for (int i = 0; i < 16; ++i) { UInt32 ti = k_ti_num_integer * std::abs(std::sin(i + 1)); if (i % 4 == 0) { FF(param.ua_, param.ub_, param.uc_, param.ud_, M[i], s[i % 4], ti); } else if (i % 4 == 1) { FF(param.ud_, param.ua_, param.ub_, param.uc_, M[i], s[i % 4], ti); } else if (i % 4 == 2) { FF(param.uc_, param.ud_, param.ua_, param.ub_, M[i], s[i % 4], ti); } else if (i % 4 == 3) { FF(param.ub_, param.uc_, param.ud_, param.ua_, M[i], s[i % 4], ti); } } } void Md5Encode::RoundG(char *data_BIT_OF_GROUP_ptr, ParamDynamic & param) { UInt32 *M = reinterpret_cast<UInt32*>(data_BIT_OF_GROUP_ptr); int s[] = { 5, 9, 14, 20 }; for (int i = 0; i < 16; ++i) { UInt32 ti = k_ti_num_integer * std::abs(std::sin(i + 1 + 16)); int index = (i * 5 + 1) % 16; if (i % 4 == 0) { GG(param.ua_, param.ub_, param.uc_, param.ud_, M[index], s[i % 4], ti); } else if (i % 4 == 1) { GG(param.ud_, param.ua_, param.ub_, param.uc_, M[index], s[i % 4], ti); } else if (i % 4 == 2) { GG(param.uc_, param.ud_, param.ua_, param.ub_, M[index], s[i % 4], ti); } else if (i % 4 == 3) { GG(param.ub_, param.uc_, param.ud_, param.ua_, M[index], s[i % 4], ti); } } } void Md5Encode::RoundH(char *data_BIT_OF_GROUP_ptr, ParamDynamic & param) { UInt32 *M = reinterpret_cast<UInt32*>(data_BIT_OF_GROUP_ptr); int s[] = { 4, 11, 16, 23 }; for (int i = 0; i < 16; ++i) { UInt32 ti = k_ti_num_integer * std::abs(std::sin(i + 1 + 32)); int index = (i * 3 + 5) % 16; if (i % 4 == 0) { HH(param.ua_, param.ub_, param.uc_, param.ud_, M[index], s[i % 4], ti); } else if (i % 4 == 1) { HH(param.ud_, param.ua_, param.ub_, param.uc_, M[index], s[i % 4], ti); } else if (i % 4 == 2) { HH(param.uc_, param.ud_, param.ua_, param.ub_, M[index], s[i % 4], ti); } else if (i % 4 == 3) { HH(param.ub_, param.uc_, param.ud_, param.ua_, M[index], s[i % 4], ti); } } } void Md5Encode::RoundI(char *data_BIT_OF_GROUP_ptr, ParamDynamic & param) { UInt32 *M = reinterpret_cast<UInt32*>(data_BIT_OF_GROUP_ptr); int s[] = { 6, 10, 15, 21 }; for (int i = 0; i < 16; ++i) { UInt32 ti = k_ti_num_integer * std::abs(std::sin(i + 1 + 48)); int index = (i * 7 + 0) % 16; if (i % 4 == 0) { II(param.ua_, param.ub_, param.uc_, param.ud_, M[index], s[i % 4], ti); } else if (i % 4 == 1) { II(param.ud_, param.ua_, param.ub_, param.uc_, M[index], s[i % 4], ti); } else if (i % 4 == 2) { II(param.uc_, param.ud_, param.ua_, param.ub_, M[index], s[i % 4], ti); } else if (i % 4 == 3) { II(param.ub_, param.uc_, param.ud_, param.ua_, M[index], s[i % 4], ti); } } } void Md5Encode::RotationCalculate(char *data_512_ptr, ParamDynamic & param) { if (NULL == data_512_ptr) { return; } RoundF(data_512_ptr, param); RoundG(data_512_ptr, param); RoundH(data_512_ptr, param); RoundI(data_512_ptr, param); param.ua_ = param.va_last_ + param.ua_; param.ub_ = param.vb_last_ + param.ub_; param.uc_ = param.vc_last_ + param.uc_; param.ud_ = param.vd_last_ + param.ud_; param.va_last_ = param.ua_; param.vb_last_ = param.ub_; param.vc_last_ = param.uc_; param.vd_last_ = param.ud_; } // 转换成十六进制字符串输出 std::string Md5Encode::GetHexStr(unsigned int num_str) { std::string hexstr = ""; char szch[] = { '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f' }; unsigned char *tmptr = (unsigned char *)&num_str; int len = sizeof(num_str); // 小端字节序，逆序打印 for (int i = 0; i < len; i++){ unsigned char ch = tmptr[i] & 0xF0; ch = ch >> 4; hexstr.append(1, szch[ch]); ch = tmptr[i] & 0x0F; hexstr.append(1, szch[ch]); } return hexstr; } // function: Encode // @param src_info:要加密的信息 // return :加密后的MD5值 std::string Md5Encode::Encode(std::string src_info) { ParamDynamic param; param.ua_ = kA; param.ub_ = kB; param.uc_ = kC; param.ud_ = kD; param.va_last_ = kA; param.vb_last_ = kB; param.vc_last_ = kC; param.vd_last_ = kD; std::string result; const char *src_data = src_info.c_str(); char *out_data_ptr = NULL; int total_byte = FillData(src_data, strlen(src_data), &out_data_ptr); //char * data_BIT_OF_GROUP = out_data_ptr; for (int i = 0; i < total_byte / (BIT_OF_GROUP / BIT_OF_BYTE); ++i) { char * data_BIT_OF_GROUP = out_data_ptr; data_BIT_OF_GROUP += i*(BIT_OF_GROUP / BIT_OF_BYTE); RotationCalculate(data_BIT_OF_GROUP, param); } if (NULL != out_data_ptr) { delete[] out_data_ptr, out_data_ptr = NULL; } result.append(GetHexStr(param.ua_)); result.append(GetHexStr(param.ub_)); result.append(GetHexStr(param.uc_)); result.append(GetHexStr(param.ud_)); return result; }
测试：
#include <iostream> #include <cmath> #include "md5_encode.h" int main(int argc, char* argv[]) { std::string src = "fasdfasdfasdfnmmw,enrsudfnsmndfejkjhuasdmnf"; Md5Encode encode_obj; std::string ret = encode_obj.Encode(src); std::cout << "info: " << src.c_str() << std::endl; std::cout << "md5: " << ret.c_str() << std::endl; return 0; }
结果：
info: fasdfasdfasdfnmmw,enrsudfnsmndfejkjhuasdmnf
md5: 01109ec97162a71ca5e67b5f059c3cac
勤奋+方法+毅力,如果做到了，成功只是时间问题。
