MD5加密算法

Catalogue

1. 1 MD5的使用场景
2. 2 Java 语言中计算 MD5 值的实现方式
3. 参考资料

MD5(Message-Digest Algorithm 5,信息-摘要算法5)用于确保信息传输完整一致，是计算机广泛使用的杂凑算法之一（又译摘要算法，哈希算法）。MD5算法将数据（如汉字）运算成另一固定长度值，MD5的前生有MD2，MD3和MD4。
MD5算法具有如下特征：
1、压缩性：任意长度的数据算出的MD5值是固定的，即128 位固定长度的散列值。
2、容易计算：从原数据很容易算出MD5值。
3、抗修改性：对原数据任何一个细微的改动，所得到的MD5值都会有很大的不同。
4、强抗碰撞：MD5 使用的是散列函数（也称哈希函数），一定概率上也存在哈希冲突（也称哈希碰撞），即多个不同的原数据对应一个相同的 MD5 值。不过，经过 MD4、MD3 等几代算法的优化，MD5 已经充分利用散列的分散性高度避免碰撞的发生。

可以看出，MD5 是一种不可逆的算法，也就说，你无法通过得到的 MD5 值逆向算出原数据内容。正是凭借这些特点，MD5 被广泛使用。

1 MD5的使用场景

• 客户端与服务器的 HTTP 通信，通信双方可以将报文内容做一个 MD5 计算，并将计算所得 MD5 值一并传递给彼此，这样，接收方可以通过对报文内容再次做 MD5 计算得到一个 MD5 值，与传递报文中的 MD5 值做比较，验证数据是否完整，或者是否中途被拦截篡改过。

• 网络云盘中的文件秒传功能也运用到 MD5 算法。服务器存储文件的时候，同时记录每一个文件的 MD5 值，不同文件对应着不同的 MD5 值。这样，遇到用户上传文件时，将上传文件的 MD5 值与服务器上所有存储的 MD5 值做比较，如果相同，则说明用户上传的文件已经在服务器存有。这样，只需要在数据库表中添加一个记录，映射到对应的文件，而不用重复上传，实现所谓秒传的功能。

注意：严格意义上来讲，MD5 并不属于加密算法，也不属于签名算法，而是一种摘要算法，用于数据完整性校验等。

2 Java 语言中计算 MD5 值的实现方式

第一步，获取 MessageDigest 对象，参数为 MD5 字符串，表示这是一个 MD5 算法（其他还有 SHA1 算法等）：

MessageDigest md5 = MessageDigest.getInstance("MD5");

第二步，输入原数据，参数类型为 byte[] ：

md5.update(buffer);

注意：update() 方法有点类似 StringBuilder 对象的 append() 方法，采用的是追加模式，属于一个累计更改的过程，比如：

md5.update(new byte[]{'a', 'b'});
md5.update(new byte[]{'c', 'd'});

与

md5.update(new byte[]{'a','b','c', 'd'});

是等效的。
第三步，计算 MD5 值：

String resultArray = md5.digest();

注意：digest() 方法被调用后，MessageDigest 对象就被重置，也就是说你不能紧接着再次调用该方法计算原数据的 MD5 值。当然，你可以手动调用 reset() 方法重置输入源。
digest() 方法返回值是一个字节数组类型的 16 位长度的哈希值，通常，我们会转化为十六进制的 32 位长度的字符串来使用，可以利用 BigInteger 类来做这个转化：

BigInteger bigInt = new BigInteger(1, resultArray);
String resultStr = bigInt.toString(16);

通过这层转换，得到的 MD5 值便是一个长度为 32 位的十六进制字符串，方便使用，类似这样：

15aa7ec97a6288e46ae865a7211eb4eb

有了上面的基础我们再来看如何将一个文件通过MD5加密转化成32位的十六进制字符串。

public static String fileToMD5(String filePath) {
String md5 = null;
MessageDigest digest = null;
try {
digest = MessageDigest.getInstance("MD5");
FileInputStream inputStream = new FileInputStream(filePath);
byte[] b = new byte[1024];
int len = -1;
while ((len = inputStream.read(b)) != -1) {
digest.update(b, 0, len);
}
byte[] bytes = digest.digest();
BigInteger bigInteger = new BigInteger(1, bytes);
md5 = bigInteger.toString(16);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return md5;
}

注意：文件的大小直接影响字节流的读取速度，间接影响这里 MD5 的计算时长。Java 语言提供有多种方式读取文件，除了上面用到的 FileInputStream 这种顺序读取的 API 类，还有采用随机读取方式的 RandomAccessFile 类等。对于文件读取的效率问题，研究之后再作介绍。

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参考资料

MD5 简介，及其在 Java 中的实现方式