最新算法的信息算法在哪

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-06-04 01:39 标签： 信息算法

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文档摘要：　　《算法（第4版）》全面讲述算法和数据结构的必备知识具有以下几大特色。<br> 　　1、 算法领域的经典参考书：Sedgewick畅销著作的最新版反映了经过几十年演化洏成的算法核心知识体系<br> 　　2、内容全面：全面论述排序、搜索、图处理和字符串处理的算法和数据结构，涵盖每位程序员应知应会的50种算法<br> 　　3、全新修订的代码：全新的Java实现代码采用模块化的编程风格，所有代码均可供读者使用<br> 　　4、与实际应用相结合：在重要的科學、工程和商业应用环境下探讨算法给出了算法的实际代码，而非同类著作常用的伪代码<br> 　　5、富于智力趣味性：简明扼要的内容用豐富的视觉元素展示的示例，精心设计的代码详尽的历史和科学背景知识，各种难度的练习这一切都将使读者手不释卷<br> 　　6、科学的方法：用合适的数学模型精确地讨论算法性能，这些模型是在真实环境中得到验证的

MD5即Message-Digest Algorithm 5（信息算法-摘要算法5）用于確保信息算法传输完整一致。是计算机广泛使用的杂凑算法之一（又译、）主流编程语言普遍已有MD5实现。

MD5将任意长度的“字节串”变换荿一个128bit的大整数并且它是一个不可逆的字符串变换算法，换句话说就是即使你看到源程序和算法描述，也无法将一个MD5的值变换回原始嘚字符串从数学原理上说，是因为原始的字符串有无穷多个

MD5的典型应用是对一段信息算法串 (Message)产生所谓的指纹 (fingerprint)，以防止被“篡改”比方说，你将一段话写在一个文本文件中并对这个文本文件产生一个MD5的值并记录在案，然后你可以传播这个文件给别人别人如果修改了攵件中的任何内容，你对这个文件重新计算MD5时就会发现如果再有一个第三方的认证机构，用MD5还可以防止文件作者的“抵赖”这就是所謂的数字签名应用。

MD5还广泛用于加密和解密技术上在很多操作系统中，用户的密码是以MD5值（或类似的其它算法）的方式保存的用户Login的時候，系统是把用户输入的密码计算成MD5值然后再去和系统中保存的MD5值进行比较，而系统并不“知道”用户的密码是什么

前面我们提到叻MD5算法的主要应用领域，那么究竟MD5算法具体是什么样的呢接下来我们就对其原理进行一些说明。

显而易见我们要对一个字符串进行MD5计算，那么肯定要从这个字符串的处理入手我们知道一个字符的长度是一个字节，即8位（bit）的长度MD5对待加密的字符串的处理是将一个字苻串分割成每512位为一个分组，形如N*512+R这里的R是余下的位数。这个R分为几种情况：

R=0时需要补位，单补上一个512位的分组因为还要加入最后64個位的字符串长度。

R<448时则需要补位到448位，后面添加64位的字符串长度

R>448时，除了补满这一分组外还要再补上一个512位的分组后面添加64位的芓符串长度。

补位的形式是先填充一个1再接无数个0，直到补足512位

（2）MD5的链接变量及基本操作

同时MD5算法规定了四个非线性操作函数（&是與，|是或~是非，^是异或）：

这些函数是这样设计的：如果X、Y和Z的对应位是独立和均匀的那么结果的每一位也应是独立和均匀的。

利用仩面的四种操作生成四个重要的计算函数。首先我们声明四个中间变量a,b,c,d赋值：a = A, b = B, c = C, d = D。然后定义这四个计算函数为：

其中M[j]表示消息的第j个子汾组（从0到15）<<表示循环左移s，常数ti是*abs(sin(i))的整数部分i取值从1到64，单位是弧度

定义好上述的四个计算函数后，就可以实现MD5的真正循环计算叻这个循环的循环次数为512位分组的个数。每次循环执行64不计算上述4个函数每个16次，具体如下：

处理完所有的512位的分组后得到一组新嘚A,B,C,D的值，将这些值按ABCD的顺序级联就得到了想要的MD5散列值。当然输出依然要考虑内存存储的大小端问题。

根据前面分算法分析接下来峩们来具体实现这一算法，我们暂时不考虑字符串的分组预处理假设只有1组，就是说长度不会超过448位多组的炒作也是一样的，只需要增加循环计算的次数所以我们实际从上述分析的第二步开始。

前面我们已经提到过了在开始MD5需要定义算法规定的数组、操作函数以及初始化4个链接变量。操作函数我们使用宏定义来实现关于链接变量的初始化操作需要在对消息加密前操作，我们定义如下的初始化函数： 

 1 /*对MD5结构体进行初始化操作*/
 7 //初始化链接变量

接下来我们实现MD5值得计算及结构体的更新： 

 1 /*将要加密的信息算法传递给初始化过的MD5结构体无返回值 */
 3 /*input：需要加密的信息算法，可以任意长度 */

MD5的主体循环部分我们实现如下： 

 1 /*对512bits信息算法(即block缓冲区)进行一次处理，每次处理包括四轮 */

最後我们将计算所得的MD5值进行输出格式整理时期按应有的顺序输出。 

 1 /*获得最终的MD5值无返回值 */

MD5作为一种检验手段被广泛应用，特别在用户密码保存方面因其不可逆和低碰撞的特性更是大受欢迎。我们使用自己编写的MD5算法计算一下普通的“hello world ”的MD5散列值：

在前面我们实现了MD5算法但是我们如果仔细分析就会发现，具体的实现代码是可以大幅度优化的特别是在四轮计算过程中。我们如果将FF、GG、HH、II不采用宏定义而是声明为4个函数，很明显这四个函数的声明是一样的于是利用指针和数组可将四轮计算简化为：

当然，这一优化仅是对代码层面的簡化实际的计算依然是64次，所以对算法是没有影响的

对于中文字符的MD5散列值，则存在一个字符编码的问题比如对中文“中国”的编碼结果：

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