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一种伪32位MD5加密算法设计与实现

更新时间:2022-10-28 15:44:16


本文简介:随着高校数字化校园进程的推进,校园网也是部署各类应用系统的基础平台,无论是校园内网还是Web服务器,网络的安全时刻受到威胁。比如网络钓鱼、SQl注入及主页篡改等黑客常见攻击,为此,校园网的后台登陆安全是一个十分严峻的问题,结合学院网站建设实际,反复测试,我们总结出了一种伪32位的MD5加密算法,对登陆的用户名和密码进行有效加密防御,在很大程度上解决了从网站后台登陆进行Sql注入的可能。一、MD5加

一种伪32位MD5加密算法设计与实现

随着高校数字化校园进程的推进,校园网也是部署各类应用系统的基础平台,无论是校园内网还是Web服务器,网络的安全时刻受到威胁。比如网络钓鱼、SQl注入及主页篡改等黑客常见攻击,为此,校园网的后台登陆安全是一个十分严峻的问题,结合学院网站建设实际,反复测试,我们总结出了一种伪32位的MD5加密算法,对登陆的用户名和密码进行有效加密防御,在很大程度上解决了从网站后台登陆进行Sql注入的可能。

一、MD5加密算法简介

MD5即Message-DigestAlgorithm5(信息——摘要算法5),是一种用于产生数字签名的单项散列加密算法,在1991年由MITLaboratoryforComputerSci2ence(IT计算机科学实验室)和RSADataSecurityInc(RSA数据安全公司)的RonaldL.Rivest教授开发出来,经由MD2、MD3和MD4发展而来。MD5加密算法的使用不需要支付任何版权费用。它的作用是让大容量信息在用数字签名软件签私人密匙前被“压缩”成一种保密的格式(将一个任意长度的“字节串”通过一个不可逆的字符串变换算法变换成一个128bit的大整数,换句话说就是,即使你看到源程序和加密算法描述,也无法将一个MD5的值变换回原始的字符串,从数学原理上说,是因为原始的字符串有无穷多个,这有点象不存在反函数的数学函数)。

MD5广泛用于加密和解密技术上。例如在UNIX系统中用户的密码就是以MD5(或其它类似算法)经加密后存储在文件系统中。当用户登录时,系统把用户输入的密码计算成MD5值,然后再去和保存在文件系统中的MD5值进行比较,进而确定输入的密码是否正确。通过这样的步骤,系统在并不知道用户密码的明码的情况下就可以确定用户登录系统的合法性。

二、伪32位MD5加密算法设计

MD5加密算法设计原理是将两个16位的真实MD5码值,通过握手方法组合起来形成新的32位的密文,加密过程如图1所示。

一种伪32位MD5加密算法设计与实现

其中Zlm()表示加密方法,其功能就是将制作者的握手方法实现,从而实现数据文件加密。这种加密算法实现了同一个密码,随机生成不同密文的过程。举例说明:假如密码明文为“admin”,两次点击鼠标产生的密文却相差甚远。这个过程在VisualBasic6.0下测试运行,如图2所示。

一种伪32位加密算法设计与实现

从图1中不难看出此算法核心是握手方法,即如何将真的16位密文和随机生成的16位密文组合,形成伪32位密文。而握手方法的制定就是开发者自己,所以从很大程度上提高了算法的想象空间和灵活性。

其解密算法Zlj(),当然是逆运算过程,如图3所示。对方只要知道握手原理(即加密算法)即可实现。而对于不明白握手方法的入侵者来说,按照32位MD5的破解程序运行的结果也就是伪明文了。

一种伪32位MD5加密算法设计与实现

最后这两个方法Zlm()和Zlj()在VB环境下利用ActiveXDll技术进行封装,编译成为通用组件MD32.dll,使加密算法源码得到了保护,结合握手方法,安全性得到了最大保障。

三、伪32位MD5加密算法测试

1、 应用测试

每一个应用系统都有密码修改模块,在校园网站后台进行登陆测试成功后,我们对密码修改模块做了重点测试,流程如图4所示。

一种伪32位MD5加密算法设计与实现
应用表明,该伪码加密算法的通用组件MD32.dll,调用方便,功能强大,代码的执行效率高,安全性好,无论是源代码反查还是反编译DLL文件均无法破解我们的握手原理。

附密码修改源码如下:

<%d

imM

setM=server.CreateObject("MD32.MD5")’建立MD32对象

iftrim(request("newpwd"))<>""then

ifsession("isadmin")="1"then

sql="select3fromtbadminwhereadminid="&request.cookies("adminid")

else

sql="select3fromtbuserwhereuserid="&request.cookies("userid")

endif

setrs=server.createobject("adodb.recordset")rs.opensql,conn,3,2

ifM.zlj(rs("pwd"))<>M.MD5(trim(request("oldpwd")))then解密后的密文和加密的MD5密文比较

response.redirect"editpwd.asp?error=wrong"

else

rs("pwd")=M.zlm(M.MD5(trim(request("newpwd"))))’32位伪码生成

rs.update

response.redirect"editpwd.asp?error=ok"

endif

endif

%>

2、破解测试

目前通用的MD5在线查询和破解的网站很多。这些网站都可以在线查询和解密MD5加密算法。

下面我们就拿admin做测试用例,admin的32位MD5密文是21232f297a57a5a743894a0e4a801fc3,利用伪码算法随即产生一个伪32位的MD5密文,677ad5273a75bae744d3a83904aac0ee。将其破解结果如图5和图6所示。

一种伪32位MD5加密算法设计与实现

从结果看出,由于采用了伪码加密算法,很多常规破解的网站,在线破解的结果基本都是“NotFound”,短时间内猜不出加密明文。真正意义上实现了对数据库数据的保护。另外,伪码加密算法的思想为我们今后的安全设计提供了一种解决方案。

小知识之伪码

伪码即PDL,这是一个笼统的名称,它是用正文形式表示数据和处理过程的设计工具。

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MD5 到底算不算一种加密算法?

数据加密的基本过程就是对原来为明文的文件或数据按某种算法进行处理,使其成为不可读的一段代码为“密文”,使其只能在输入相应的密钥之后才能显示出原容,通过这样的途径来达到保护数据不被非法人窃取、阅读的目的。 该过程的逆过程为解密,即将该编码信息转化为其原来数据的过程。

一旦提到加密算法,经常有人会有这样的疑问:MD5 到底算不算一种加密算法呢?


在回答这个问题之前,我们需要先弄清楚两点:

  • 什么是加密算法?
  • 什么是 MD5?


1.什么是加密算法?



数据加密的基本过程就是对原来为明文的文件或数据按某种算法进行处理,使其成为不可读的一段代码为“密文”,使其只能在输入相应的密钥之后才能显示出原容,通过这样的途径来达到保护数据不被非法人窃取、阅读的目的。 该过程的逆过程为解密,即将该编码信息转化为其原来数据的过程。

-- 来自《百度百科》



使用密码学可以达到以下三个目的:

  • 数据保密性:防止用户的数据被窃取或泄露;
  • 数据完整性:防止用户传输的数据被篡改;
  • 身份验证:确保数据来源与合法的用户。


  • 加密算法分类

常见的加密算法大体可以分为两大类:对称加密和非对称加密。

  • 对称加密

对称加密算法就是用一个秘钥进行加密和解密。

图片

  • 非对称加密

与对称加密算法不同的是,进行加密与解密使用的是不同的秘钥,有一个公钥-私钥对,秘钥正确才可以正常的进行加解密。

图片


2.什么是MD5?


MD5算法:MD5全称Message Digest Algorithm 5,即消息摘要算法第5版。


MD5 以 512位分组来处理输入的信息,且每一分组又被划分为16个32位子分组,经过了一系列的处理后,算法的输出由四个32位分组组成,将这四个32位分组级联后将生成一个128位散列值。



MD5算法的主要特点:


  • 长度固定

MD5加密后值固定长度是128位,使用32个16进制数字进行表示。

  • 单向性

如果告诉原始消息,算法是MD5,迭代次数=1的情况下,我们一样可以得到一摸一样的消息摘要,但是反过来却不行。

  • 不可逆

在不知道原始消息的前提下,是无法凭借16个字节的消息摘要(Message Digest),还原出原始的消息的。

下面这个消息摘要,你知道他的原始信息是什么吗?


Message Digest = '454e2624461c206380f9f088b1e55fae'1.

其实,原始信息是以下长长的字符串:

93eyHv2Iw5kbn1dqfBw1BuTE29V2FJKicJSu8iEOpfoafwJISXmz1wnnWL3V/0Nx
TulfWsXugOoLfv0ZIBP1xH9kmf22jjQ2JiHhQZP7ZDsreRrOeIQ/c4yR8IQvMLfC0WKQqrHu5ZzXTH4NO3CwGWSlTY74kE91zXB5mwWAx1jig+UXYc2w4RkVhy0//lOm
Vya/PEepuuTTI4+UJwC7qbVlh5zfhj8oTNUXgN0AOc+Q0/WFPl1aw5VV/VrO8FCo
B15lFVlpKaQ1Yh+DVU8ke+rt9Th0BCHXe0uZOEmH0nOnH/0onD1.2.3.4.5.
  • 恒定性

如果按照以上示例的原始信息,大家与我计算出来的消息摘要不一样,那肯定你是使用了一个假的 MD5 工具,哈哈哈。

当原始消息恒定时,每次运行MD5产生的消息摘要都是恒定不变的,无论是谁来计算,结果都应该是一样的。

  • 不可预测性

让我们再来尝试一次,「不可逆」中应用到的原始消息的最后一个字母'D',修改成'E',如下所示:





93eyHv2Iw5kbn1dqfBw1BuTE29V2FJKicJSu8iEOpfoafwJISXmz1wnnWL3V/0Nx
TulfWsXugOoLfv0ZIBP1xH9kmf22jjQ2JiHhQZP7ZDsreRrOeIQ/c4yR8IQvMLfC0WKQqrHu5ZzXTH4NO3CwGWSlTY74kE91zXB5mwWAx1jig+UXYc2w4RkVhy0//lOm
Vya/PEepuuTTI4+UJwC7qbVlh5zfhj8oTNUXgN0AOc+Q0/WFPl1aw5VV/VrO8FCo
B15lFVlpKaQ1Yh+DVU8ke+rt9Th0BCHXe0uZOEmH0nOnH/0onE1.2.3.4.5.

那经 MD5 后产生的消息摘要,是不是和 '454e2624461c206380f9f088b1e55fae' 很相似呢?

让大家失望了,产生的消息摘要没有一丝一毫的关联性,新的消息摘要如下所示:

Message Digest = '8796ed5412b84ff5c4769d080b4a89a2'1.


聊到这里,突然想到一个有意思的问题:


MD5是32位的,理论上是有限的,而世界上的数据是无限的,那会不会生成重复的MD5值?

是不是也有同学产生相似的疑问呢?


理论上来讲,当然会生成重复的MD5值。

分享一个经典的例子:

  • 数据源1:




d131dd02c5e6eec4693d9a0698aff95c2fcab58712467eab4004583eb8fb7f89 
55ad340609f4b30283e488832571415a085125e8f7cdc99fd91dbdf280373c5b 
d8823e3156348f5bae6dacd436c919c6dd53e2b487da03fd02396306d248cda0 
e99f33420f577ee8ce54b67080a80d1ec69821bcb6a8839396f9652b6ff72a701.2.3.4.
  • 数据源2:



d131dd02c5e6eec4693d9a0698aff95c2fcab50712467eab4004583eb8fb7f89 
55ad340609f4b30283e4888325f1415a085125e8f7cdc99fd91dbd7280373c5b 
d8823e3156348f5bae6dacd436c919c6dd53e23487da03fd02396306d248cda0 
e99f33420f577ee8ce54b67080280d1ec69821bcb6a8839396f965ab6ff72a701.2.3.4.5.

它们竟然有着共同的MD5值(☞ 注意看,数据源1、2是存在很多细节不同的):


79054025255fb1a26e4bc422aef54eb41.


3MD5是加密算法吗?


MD5计算,对原始消息(Message)做有损的压缩计算,无论消息(输入值)的长度字节是多少,是1亿字节还是1个字节,都会生成一个固定长度(128位/16字节)的消息摘要(输出值)。


也就是说,MD5 算法和加密算法都可以将信息转换为另外一种内容,但是,MD5 算法对比 加密算法 缺少了解密过程。


好比一头山羊,被层层加工制作成一包包风干羊肉,这个就是一次MD5操作。这种加工过程,势必将羊身体N多部位有损失,故无法通过羊肉干再复原出一头山羊...


图片

使用 加密算法 加密后的消息是完整的,并且基于解密算法后,可以恢复原始数据。而 MD5 算法 得到的消息是不完整的,并且通过摘要的数据也无法得到原始数据。

所以严格意义上来讲,MD5 称为摘要/散列算法更合适,而不是加密算法!

那现实的问题来了,MD5究竟有什么用?


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