MD5演算法每輪的基本函數是之一

❶ MD5演算法原理及實現

散列函數，也稱作哈希函數，消息摘要函數，單向函數或者雜湊函數。散列函數主要用於驗證數據的完整性。通過散列函數，可以創建消息的「數字指紋」，消息接收方可以通過校驗消息的哈希值來驗證消息的完整性，防止消息被篡改。散列函數具有以下特性：

任何消息經過散列函數處理後，都會產生一個唯一的散列值，這個散列值可以用來驗證消息的完整性。計算消息散列值的過程被稱為「消息摘要」，計算消息散列值的演算法被稱為消息摘要演算法。常使用的消息摘要演算法有：MD—消息摘要演算法，SHA—安全散列演算法，MAC—消息認證碼演算法。本文主要來了解MD演算法。

MD5演算法是典型的消息摘要演算法，它是由MD4，MD3和MD2演算法演變而來。無論是哪一種MD演算法，其原理都是接受一個任意長度的消息並產生一個128位的消息摘要。如果把得到的消息摘要轉換成十六進制字元串，則會得到一個32位元組長度的字元串，我們平常見到的大部分MD數字指紋就是一個長度為32的十六進制字元串。

假設原始消息長度是b（以bit為單位），注意這里b可以是任意長度，並不一定要是8的整數倍。計算該消息MD5值的過程如下：

在計算消息的MD5值之前，首先對原始信息進行填充，這里的信息填充分為兩步。
第一步，對原始信息進行填充，填充之後，要求信息的長度對512取余等於448。填充的規則如下：假設原始信息長度為b bit，那麼在信息的b+1 bit位填充1，剩餘的位填充0，直到信息長度對512取余為448。這里有一點需要注意，如果原始信息長度對512取余正好等於448，這種情況仍然要進行填充，很明顯，在這時我們要填充的信息長度是512位，直到信息長度對512取余再次等於448。所以，填充的位數最少為1，最大為512。
第二步，填充信息長度，我們需要把原始信息長度轉換成以bit為單位，然後在第一步操作的結果後面填充64bit的數據表示原始信息長度。第一步對原始信息進行填充之後，信息長度對512取余結果為448，這里再填充64bit的長度信息，整個信息恰好可以被512整除。其實從後續過程可以看到，計算MD5時，是將信息分為若干個分組進行處理的，每個信息分組的長度是512bit。

在進行MD5值計算之前，我們先來做一些定義。

下面就是最核心的信息處理過程，計算MD5的過程實際上就是輪流處理每個信息分組的過程。

MD5演算法實現如下所示。

這里也和Java提供的標准MD5演算法進行了對比，通過測試可以看到該MD5計算的結果和Java標准MD5演算法的計算結果是一樣的。

❷ 誰可以告訴我md5加密原理

MD5的全稱是Message-Digest Algorithm 5，在90年代初由MIT的計算機科學實驗室和RSA Data Security Inc發明，經MD2、MD3和MD4發展而來。

Message-Digest泛指位元組串(Message)的Hash變換，就是把一個任意長度的位元組串變換成一定長的大整數。請注意我使用了「位元組串」而不是「字元串」這個詞，是因為這種變換只與位元組的值有關，與字元集或編碼方式無關。

MD5將任意長度的「位元組串」變換成一個128bit的大整數，並且它是一個不可逆的字元串變換演算法，換句話說就是，即使你看到源程序和演算法描述，也無法將一個MD5的值變換回原始的字元串，從數學原理上說，是因為原始的字元串有無窮多個，這有點象不存在反函數的數學函數。

MD5的典型應用是對一段Message(位元組串)產生fingerprint(指紋)，以防止被「篡改」。舉個例子，你將一段話寫在一個叫readme.txt文件中，並對這個readme.txt產生一個MD5的值並記錄在案，然後你可以傳播這個文件給別人，別人如果修改了文件中的任何內容，你對這個文件重新計算MD5時就會發現。如果再有一個第三方的認證機構，用MD5還可以防止文件作者的「抵賴」，這就是所謂的數字簽名應用。

MD5還廣泛用於加密和解密技術上，在很多操作系統中，用戶的密碼是以MD5值（或類似的其它演算法）的方式保存的，用戶Login的時候，系統是把用戶輸入的密碼計算成MD5值，然後再去和系統中保存的MD5值進行比較，而系統並不「知道」用戶的密碼是什麼。

一些黑客破獲這種密碼的方法是一種被稱為「跑字典」的方法。有兩種方法得到字典，一種是日常搜集的用做密碼的字元串表，另一種是用排列組合方法生成的，先用MD5程序計算出這些字典項的MD5值，然後再用目標的MD5值在這個字典中檢索。

即使假設密碼的最大長度為8，同時密碼只能是字母和數字，共26+26+10=62個字元，排列組合出的字典的項數則是P(62,1)+P(62,2)….+P(62,8)，那也已經是一個很天文的數字了，存儲這個字典就需要TB級的磁碟組，而且這種方法還有一個前提，就是能獲得目標賬戶的密碼MD5值的情況下才可以。

在很多電子商務和社區應用中，管理用戶的Account是一種最常用的基本功能，盡管很多Application Server提供了這些基本組件，但很多應用開發者為了管理的更大的靈活性還是喜歡採用關系資料庫來管理用戶，懶惰的做法是用戶的密碼往往使用明文或簡單的變換後直接保存在資料庫中，因此這些用戶的密碼對軟體開發者或系統管理員來說可以說毫無保密可言，本文的目的是介紹MD5的Java Bean的實現，同時給出用MD5來處理用戶的Account密碼的例子，這種方法使得管理員和程序設計者都無法看到用戶的密碼，盡管他們可以初始化它們。但重要的一點是對於用戶密碼設置習慣的保護。

有興趣的讀者可以從這里取得MD5也就是RFC 1321的文本。http://www.ietf.org/rfc/rfc1321.txt

❸ md5碼是如何生成的，什麼原理

在MD5演算法中，首先需要對信息進行填充，使其位長對512求余的結果等於448。因此，信息的位長（Bits Length）將被擴展至N*512+448，N為一個非負整數，N可以是零。填充的方法如下，在信息的後面填充一個1和無數個0，直到滿足上面的條件時才停止用0對信息的填充。然後，在這個結果後面附加一個以64位二進製表示的填充前信息長度。經過這兩步的處理，信息的位長=N*512+448+64=(N+1）*512，即長度恰好是512的整數倍。這樣做的原因是為滿足後面處理中對信息長度的要求。總體流程如下圖所示，表示第i個分組，每次的運算都由前一輪的128位結果值和第i塊512bit值進行運算。初始的128位值為初試鏈接變數，這些參數用於第一輪的運算，以大端位元組序來表示，他們分別為：A=0x01234567，B=0x89ABCDEF，C=0xFEDCBA98，D=0x76543210。

MD5演算法的整體流程圖

MD5演算法的整體流程圖[1]

每一分組的演算法流程如下：

第一分組需要將上面四個鏈接變數復制到另外四個變數中：A到a，B到b，C到c，D到d。從第二分組開始的變數為上一分組的運算結果。

主循環有四輪（MD4隻有三輪），每輪循環都很相似。第一輪進行16次操作。每次操作對a、b、c和d中的其中三個作一次非線性函數運算，然後將所得結果加上第四個變數，文本的一個子分組和一個常數。再將所得結果向左環移一個不定的數，並加上a、b、c或d中之一。最後用該結果取代a、b、c或d中之一。

以下是每次操作中用到的四個非線性函數（每輪一個）。

F(X,Y,Z) =(X&Y)|((~X)&Z)

G(X,Y,Z) =(X&Z)|(Y&(~Z))

H(X,Y,Z) =X^Y^Z

I(X,Y,Z)=Y^(X|(~Z))

（&；是與，|是或，~是非，^是異或）

這四個函數的說明：如果X、Y和Z的對應位是獨立和均勻的，那麼結果的每一位也應是獨立和均勻的。

F是一個逐位運算的函數。即，如果X，那麼Y，否則Z。函數H是逐位奇偶操作符。

假設Mj表示消息的第j個子分組（從0到15），常數ti是4294967296*abs(sin(i)）的整數部分，i取值從1到64，單位是弧度。（4294967296等於2的32次方）

FF(a,b,c,d,Mj,s,ti）表示 a = b + ((a + F(b,c,d) + Mj + ti) << s)

GG(a,b,c,d,Mj,s,ti）表示 a = b + ((a + G(b,c,d) + Mj + ti) << s)

HH(a,b,c,d,Mj,s,ti）表示 a = b + ((a + H(b,c,d) + Mj + ti) << s)

Ⅱ（a,b,c,d,Mj,s,ti）表示 a = b + ((a + I(b,c,d) + Mj + ti) << s)

這四輪（64步）是：

第一輪

FF(a,b,c,d,M0,7,0xd76aa478）

FF(d,a,b,c,M1,12,0xe8c7b756）

FF(c,d,a,b,M2,17,0x242070db)

FF(b,c,d,a,M3,22,0xc1bdceee)

FF(a,b,c,d,M4,7,0xf57c0faf)

FF(d,a,b,c,M5,12,0x4787c62a)

FF(c,d,a,b,M6,17,0xa8304613）

FF(b,c,d,a,M7,22,0xfd469501）

FF(a,b,c,d,M8,7,0x698098d8）

FF(d,a,b,c,M9,12,0x8b44f7af)

FF(c,d,a,b,M10,17,0xffff5bb1）

FF(b,c,d,a,M11,22,0x895cd7be)

FF(a,b,c,d,M12,7,0x6b901122）

FF(d,a,b,c,M13,12,0xfd987193）

FF(c,d,a,b,M14,17,0xa679438e)

FF(b,c,d,a,M15,22,0x49b40821）

第二輪

GG(a,b,c,d,M1,5,0xf61e2562）

GG(d,a,b,c,M6,9,0xc040b340）

GG(c,d,a,b,M11,14,0x265e5a51）

GG(b,c,d,a,M0,20,0xe9b6c7aa)

GG(a,b,c,d,M5,5,0xd62f105d)

GG(d,a,b,c,M10,9,0x02441453）

GG(c,d,a,b,M15,14,0xd8a1e681）

GG(b,c,d,a,M4,20,0xe7d3fbc8）

GG(a,b,c,d,M9,5,0x21e1cde6）

GG(d,a,b,c,M14,9,0xc33707d6）

GG(c,d,a,b,M3,14,0xf4d50d87）

GG(b,c,d,a,M8,20,0x455a14ed)

GG(a,b,c,d,M13,5,0xa9e3e905）

GG(d,a,b,c,M2,9,0xfcefa3f8）

GG(c,d,a,b,M7,14,0x676f02d9）

GG(b,c,d,a,M12,20,0x8d2a4c8a)

第三輪

HH(a,b,c,d,M5,4,0xfffa3942）

HH(d,a,b,c,M8,11,0x8771f681）

HH(c,d,a,b,M11,16,0x6d9d6122）

HH(b,c,d,a,M14,23,0xfde5380c)

HH(a,b,c,d,M1,4,0xa4beea44）

HH(d,a,b,c,M4,11,0x4bdecfa9）

HH(c,d,a,b,M7,16,0xf6bb4b60）

HH(b,c,d,a,M10,23,0xbebfbc70）

HH(a,b,c,d,M13,4,0x289b7ec6）

HH(d,a,b,c,M0,11,0xeaa127fa)

HH(c,d,a,b,M3,16,0xd4ef3085）

HH(b,c,d,a,M6,23,0x04881d05）

HH(a,b,c,d,M9,4,0xd9d4d039）

HH(d,a,b,c,M12,11,0xe6db99e5）

HH(c,d,a,b,M15,16,0x1fa27cf8）

HH(b,c,d,a,M2,23,0xc4ac5665）

第四輪

Ⅱ（a,b,c,d,M0,6,0xf4292244）

Ⅱ（d,a,b,c,M7,10,0x432aff97）

Ⅱ（c,d,a,b,M14,15,0xab9423a7）

Ⅱ（b,c,d,a,M5,21,0xfc93a039）

Ⅱ（a,b,c,d,M12,6,0x655b59c3）

Ⅱ（d,a,b,c,M3,10,0x8f0ccc92）

Ⅱ（c,d,a,b,M10,15,0xffeff47d)

Ⅱ（b,c,d,a,M1,21,0x85845dd1）

Ⅱ（a,b,c,d,M8,6,0x6fa87e4f)

Ⅱ（d,a,b,c,M15,10,0xfe2ce6e0)

Ⅱ（c,d,a,b,M6,15,0xa3014314）

Ⅱ（b,c,d,a,M13,21,0x4e0811a1）

Ⅱ（a,b,c,d,M4,6,0xf7537e82）

Ⅱ（d,a,b,c,M11,10,0xbd3af235）

Ⅱ（c,d,a,b,M2,15,0x2ad7d2bb)

Ⅱ（b,c,d,a,M9,21,0xeb86d391）

所有這些完成之後，將A、B、C、D分別加上a、b、c、d。然後用下一分組數據繼續運行演算法，最後的輸出是A、B、C和D的級聯。

當你按照我上面所說的方法實現MD5演算法以後，你可以用以下幾個信息對你做出來的程序作一個簡單的測試，看看程序有沒有錯誤。

MD5 ("") =

MD5 ("a") =

MD5 ("abc") =

MD5 ("message digest") =

MD5 ("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz") =

MD5 ("") =

ImportsSystem
ImportsSystem.Security.Cryptography
ImportsSystem.Text
MoleExample
'哈希輸入字元串並返回一個32字元的十六進制字元串哈希。
FunctiongetMd5Hash(ByValinputAsString)AsString
'創建新的一個MD5CryptoServiceProvider對象的實例。
()
'輸入的字元串轉換為位元組數組，並計算哈希。
DimdataAsByte()=md5Hasher.ComputeHash(Encoding.Default.GetBytes(input))
'創建一個新的StringBuilder收集的位元組，並創建一個字元串。
DimsBuilderAsNewStringBuilder()
'通過每個位元組的哈希數據和格式為十六進制字元串的每一個循環。
DimiAsInteger
Fori=0Todata.Length-1
sBuilder.Append(data(i).ToString("x2"))
Nexti
'返回十六進制字元串。
ReturnsBuilder.ToString()
EndFunction
'驗證對一個字元串的哈希值。
FunctionverifyMd5Hash(ByValinputAsString,ByValhashAsString)AsBoolean
'哈希的輸入。
DimhashOfInputAsString=getMd5Hash(input)
'創建StringComparer1的哈希進行比較。
DimcomparerAsStringComparer=StringComparer.OrdinalIgnoreCase
If0=comparer.Compare(hashOfInput,hash)Then
ReturnTrue
Else
ReturnFalse
EndIf
EndFunction
SubMain()
DimsourceAsString="HelloWorld!"
DimhashAsString=getMd5Hash(source)
Console.WriteLine("進行MD5加密的字元串為："+source+"加密的結果是："+hash+".")
Console.WriteLine("驗證哈希...")
IfverifyMd5Hash(source,hash)Then
Console.WriteLine("哈希值是相同的。")
Else
Console.WriteLine("哈希值是不相同的。")
EndIf
EndSub
EndMole
'此代碼示例產生下面的輸出：
'
'進行MD5加密的字元串為：HelloWorld!加密的結果是：.
'驗證哈希...
'哈希值是相同的。

偽代碼實現
//Note:^32whencalculatingvarint&#91;64&#93;r,k//rspecifiestheper-roundshiftamountsr&#91;0..15&#93;:={7,12,17,22,7,12,17,22,7,12,17,22,7,12,17,22}r&#91;16..31&#93;:={5,9,14,20,5,9,14,20,5,9,14,20,5,9,14,20}r&#91;32..47&#93;:={4,11,16,23,4,11,16,23,4,11,16,23,4,11,16,23}r&#91;48..63&#93;:={6,10,15,21,6,10,15,21,6,10,15,21,6,10,15,21}//:forifrom0to63k&#91;i&#93;:=floor(abs(sin(i+1））×2^32）//Initializevariables:varinth0:=0x67452301varinth1:=0xEFCDAB89varinth2:=0x98BADCFEvarinth3:=0x10325476//Pre-processing:append"1"bittomessageappend"0"bitsuntilmessagelengthinbits≡448(mod512）appendbitlengthofmessageas64-bitlittle-endianintegertomessage//-bitchunks:foreach512--bitlittle-endianwordsw&#91;i&#93;,0≤i≤15//:varinta:=h0varintb:=h1varintc:=h2varintd:=h3//Mainloop:forifrom0to63if0≤i≤15thenf:=(bandc)or((notb)andd)g:=ielseif16≤i≤31f:=(dandb)or((notd)andc)g:=（5×i+1）mod16elseif32≤i≤47f:=bxorcxordg:=（3×i+5）mod16elseif48≤i≤63f:=cxor(bor(notd))g:=（7×i)mod16temp:=dd:=cc:=bb:=((a+f+k&#91;i&#93;+w&#91;g&#93;)leftrotater&#91;i&#93;)+ba:=temp//Addthischunk'shashtoresultsofar:h0:=h0+ah1:=h1+bh2:=h2+ch3:=h3+dvarintdigest:=h0appendh1appendh2appendh3//(expressedaslittle-endian)MD5加密工具

利用MD5的演算法原理，可以使用各種計算機語言進行實現，形成各種各樣的MD5加密校驗工具。有很多的在線工具可以實現這一點，這些在線工具一般是採用JavaScript語言實現，使用非常方便快捷。

❹ md5 演算法程序+詳細注釋，高分求教！

MD5加密演算法簡介

一、綜述
MD5的全稱是message-digest algorithm 5（信息-摘要演算法），在90年代初由mit laboratory for computer science和rsa data security inc的ronald l. rivest開發出來，經md2、md3和md4發展而來。它的作用是讓大容量信息在用數字簽名軟體簽署私人密匙前被"壓縮"成一種保密的格式（就是把一 個任意長度的位元組串變換成一定長的大整數）。不管是md2、md4還是md5，它們都需要獲得一個隨機長度的信息並產生一個128位的信息摘要。雖然這些 演算法的結構或多或少有些相似，但md2的設計與md4和md5完全不同，那是因為md2是為8位機器做過設計優化的，而md4和md5卻是面向32位的電 腦。這三個演算法的描述和c語言源代碼在internet rfcs 1321中有詳細的描述（http://www.ietf.org/rfc/rfc1321.txt），這是一份最權威的文檔，由ronald l. rivest在1992年8月向ieft提交。

rivest在1989年開發出md2演算法。在這個演算法中，首先對信 息進行數據補位，使信息的位元組長度是16的倍數。然後，以一個16位的檢驗和追加到信息末尾。並且根據這個新產生的信息計算出散列值。後來，rogier 和chauvaud發現如果忽略了檢驗和將產生md2沖突。md2演算法的加密後結果是唯一的--既沒有重復。
為了加強演算法的安全性， rivest在1990年又開發出md4演算法。md4演算法同樣需要填補信息以確保信息的位元組長度加上448後能被512整除（信息位元組長度mod 512 = 448）。然後，一個以64位二進製表示的信息的最初長度被添加進來。信息被處理成512位damg?rd/merkle迭代結構的區塊，而且每個區塊要 通過三個不同步驟的處理。den boer和bosselaers以及其他人很快的發現了攻擊md4版本中第一步和第三步的漏洞。dobbertin向大家演示了如何利用一部普通的個人電 腦在幾分鍾內找到md4完整版本中的沖突（這個沖突實際上是一種漏洞，它將導致對不同的內容進行加密卻可能得到相同的加密後結果）。毫無疑問，md4就此 被淘汰掉了。
盡管md4演算法在安全上有個這么大的漏洞，但它對在其後才被開發出來的好幾種信息安全加密演算法的出現卻有著不可忽視的引導作用。除了md5以外，其中比較有名的還有sha-1、ripe-md以及haval等。
一年以後，即1991年，rivest開發出技術上更為趨近成熟的md5演算法。它在md4的基礎上增加了"安全-帶子"（safety-belts）的 概念。雖然md5比md4稍微慢一些，但卻更為安全。這個演算法很明顯的由四個和md4設計有少許不同的步驟組成。在md5演算法中，信息-摘要的大小和填充 的必要條件與md4完全相同。den boer和bosselaers曾發現md5演算法中的假沖突（pseudo-collisions），但除此之外就沒有其他被發現的加密後結果了。
van oorschot和wiener曾經考慮過一個在散列中暴力搜尋沖突的函數（brute-force hash function），而且他們猜測一個被設計專門用來搜索md5沖突的機器（這台機器在1994年的製造成本大約是一百萬美元）可以平均每24天就找到一 個沖突。但單從1991年到2001年這10年間，竟沒有出現替代md5演算法的md6或被叫做其他什麼名字的新演算法這一點，我們就可以看出這個瑕疵並沒有 太多的影響md5的安全性。上面所有這些都不足以成為md5的在實際應用中的問題。並且，由於md5演算法的使用不需要支付任何版權費用的，所以在一般的情 況下（非絕密應用領域。但即便是應用在絕密領域內，md5也不失為一種非常優秀的中間技術），md5怎麼都應該算得上是非常安全的了。

二、演算法的應用

md5的典型應用是對一段信息（message）產生信息摘要（message-digest），以防止被篡改。比如，在unix下有很多軟體在下載的時候都有一個文件名相同，文件擴展名為.md5的文件，在這個文件中通常只有一行文本，大致結構如：
md5 (tanajiya.tar.gz) =
這就是tanajiya.tar.gz文件的數字簽名。md5將整個文件當作一個大文本信息，通過其不可逆的字元串變換演算法，產生了這個唯一的md5信 息摘要。如果在以後傳播這個文件的過程中，無論文件的內容發生了任何形式的改變（包括人為修改或者下載過程中線路不穩定引起的傳輸錯誤等），只要你對這個 文件重新計算md5時就會發現信息摘要不相同，由此可以確定你得到的只是一個不正確的文件。如果再有一個第三方的認證機構，用md5還可以防止文件作者的 "抵賴"，這就是所謂的數字簽名應用。
md5還廣泛用於加密和解密技術上。比如在unix系統中用戶的密碼就是以md5（或其它類似的算 法）經加密後存儲在文件系統中。當用戶登錄的時候，系統把用戶輸入的密碼計算成md5值，然後再去和保存在文件系統中的md5值進行比較，進而確定輸入的 密碼是否正確。通過這樣的步驟，系統在並不知道用戶密碼的明碼的情況下就可以確定用戶登錄系統的合法性。這不但可以避免用戶的密碼被具有系統管理員許可權的 用戶知道，而且還在一定程度上增加了密碼被破解的難度。
正是因為這個原因，現在被黑客使用最多的一種破譯密碼的方法就是一種被稱為"跑字 典"的方法。有兩種方法得到字典，一種是日常搜集的用做密碼的字元串表，另一種是用排列組合方法生成的，先用md5程序計算出這些字典項的md5值，然後 再用目標的md5值在這個字典中檢索。我們假設密碼的最大長度為8位位元組（8 bytes），同時密碼只能是字母和數字，共26+26+10=62個字元，排列組合出的字典的項數則是p(62,1)+p(62,2)….+p (62,8)，那也已經是一個很天文的數字了，存儲這個字典就需要tb級的磁碟陣列，而且這種方法還有一個前提，就是能獲得目標賬戶的密碼md5值的情況 下才可以。這種加密技術被廣泛的應用於unix系統中，這也是為什麼unix系統比一般操作系統更為堅固一個重要原因。

三、演算法描述

對md5演算法簡要的敘述可以為：md5以512位分組來處理輸入的信息，且每一分組又被劃分為16個32位子分組，經過了一系列的處理後，演算法的輸出由四個32位分組組成，將這四個32位分組級聯後將生成一個128位散列值。
在md5演算法中，首先需要對信息進行填充，使其位元組長度對512求余的結果等於448。因此，信息的位元組長度（bits length）將被擴展至n*512+448，即n*64+56個位元組（bytes），n為一個正整數。填充的方法如下，在信息的後面填充一個1和無數個 0，直到滿足上面的條件時才停止用0對信息的填充。然後，在在這個結果後面附加一個以64位二進製表示的填充前信息長度。經過這兩步的處理，現在的信息字 節長度=n*512+448+64=(n+1)*512，即長度恰好是512的整數倍。這樣做的原因是為滿足後面處理中對信息長度的要求。
md5中有四個32位被稱作鏈接變數（chaining variable）的整數參數，他們分別為：a=0x01234567，b=0x89abcdef，c=0xfedcba98，d=0x76543210。
當設置好這四個鏈接變數後，就開始進入演算法的四輪循環運算。循環的次數是信息中512位信息分組的數目。
將上面四個鏈接變數復制到另外四個變數中：a到a，b到b，c到c，d到d。
主循環有四輪（md4隻有三輪），每輪循環都很相似。第一輪進行16次操作。每次操作對a、b、c和d中的其中三個作一次非線性函數運算，然後將所得結 果加上第四個變數，文本的一個子分組和一個常數。再將所得結果向右環移一個不定的數，並加上a、b、c或d中之一。最後用該結果取代a、b、c或d中之 一。
以一下是每次操作中用到的四個非線性函數（每輪一個）。

f(x,y,z) =(x&y)|((~x)&z)
g(x,y,z) =(x&z)|(y&(~z))
h(x,y,z) =x^y^z
i(x,y,z)=y^(x|(~z))
（&是與，|是或，~是非，^是異或）

這四個函數的說明：如果x、y和z的對應位是獨立和均勻的，那麼結果的每一位也應是獨立和均勻的。
f是一個逐位運算的函數。即，如果x，那麼y，否則z。函數h是逐位奇偶操作符。

假設mj表示消息的第j個子分組（從0到15），
<< ff(a,b,c,d,mj,s,ti) 表示 a=b+((a+(f(b,c,d)+mj+ti)
<< gg(a,b,c,d,mj,s,ti) 表示 a=b+((a+(g(b,c,d)+mj+ti)
<< hh(a,b,c,d,mj,s,ti) 表示 a=b+((a+(h(b,c,d)+mj+ti)
<< ii(a,b,c,d,mj,s,ti) 表示 a=b+((a+(i(b,c,d)+mj+ti)
<< 這四輪（64步）是：

第一輪

ff(a,b,c,d,m0,7,0xd76aa478)
ff(d,a,b,c,m1,12,0xe8c7b756)
ff(c,d,a,b,m2,17,0x242070db)
ff(b,c,d,a,m3,22,0xc1bdceee)
ff(a,b,c,d,m4,7,0xf57c0faf)
ff(d,a,b,c,m5,12,0x4787c62a)
ff(c,d,a,b,m6,17,0xa8304613)
ff(b,c,d,a,m7,22,0xfd469501)
ff(a,b,c,d,m8,7,0x698098d8)
ff(d,a,b,c,m9,12,0x8b44f7af)
ff(c,d,a,b,m10,17,0xffff5bb1)
ff(b,c,d,a,m11,22,0x895cd7be)
ff(a,b,c,d,m12,7,0x6b901122)
ff(d,a,b,c,m13,12,0xfd987193)
ff(c,d,a,b,m14,17,0xa679438e)
ff(b,c,d,a,m15,22,0x49b40821)

第二輪

gg(a,b,c,d,m1,5,0xf61e2562)
gg(d,a,b,c,m6,9,0xc040b340)
gg(c,d,a,b,m11,14,0x265e5a51)
gg(b,c,d,a,m0,20,0xe9b6c7aa)
gg(a,b,c,d,m5,5,0xd62f105d)
gg(d,a,b,c,m10,9,0x02441453)
gg(c,d,a,b,m15,14,0xd8a1e681)
gg(b,c,d,a,m4,20,0xe7d3fbc8)
gg(a,b,c,d,m9,5,0x21e1cde6)
gg(d,a,b,c,m14,9,0xc33707d6)
gg(c,d,a,b,m3,14,0xf4d50d87)
gg(b,c,d,a,m8,20,0x455a14ed)
gg(a,b,c,d,m13,5,0xa9e3e905)
gg(d,a,b,c,m2,9,0xfcefa3f8)
gg(c,d,a,b,m7,14,0x676f02d9)
gg(b,c,d,a,m12,20,0x8d2a4c8a)

第三輪

hh(a,b,c,d,m5,4,0xfffa3942)
hh(d,a,b,c,m8,11,0x8771f681)
hh(c,d,a,b,m11,16,0x6d9d6122)
hh(b,c,d,a,m14,23,0xfde5380c)
hh(a,b,c,d,m1,4,0xa4beea44)
hh(d,a,b,c,m4,11,0x4bdecfa9)
hh(c,d,a,b,m7,16,0xf6bb4b60)
hh(b,c,d,a,m10,23,0xbebfbc70)
hh(a,b,c,d,m13,4,0x289b7ec6)
hh(d,a,b,c,m0,11,0xeaa127fa)
hh(c,d,a,b,m3,16,0xd4ef3085)
hh(b,c,d,a,m6,23,0x04881d05)
hh(a,b,c,d,m9,4,0xd9d4d039)
hh(d,a,b,c,m12,11,0xe6db99e5)
hh(c,d,a,b,m15,16,0x1fa27cf8)
hh(b,c,d,a,m2,23,0xc4ac5665)

第四輪

ii(a,b,c,d,m0,6,0xf4292244)
ii(d,a,b,c,m7,10,0x432aff97)
ii(c,d,a,b,m14,15,0xab9423a7)
ii(b,c,d,a,m5,21,0xfc93a039)
ii(a,b,c,d,m12,6,0x655b59c3)
ii(d,a,b,c,m3,10,0x8f0ccc92)
ii(c,d,a,b,m10,15,0xffeff47d)
ii(b,c,d,a,m1,21,0x85845dd1)
ii(a,b,c,d,m8,6,0x6fa87e4f)
ii(d,a,b,c,m15,10,0xfe2ce6e0)
ii(c,d,a,b,m6,15,0xa3014314)
ii(b,c,d,a,m13,21,0x4e0811a1)
ii(a,b,c,d,m4,6,0xf7537e82)
ii(d,a,b,c,m11,10,0xbd3af235)
ii(c,d,a,b,m2,15,0x2ad7d2bb)
ii(b,c,d,a,m9,21,0xeb86d391)

常數ti可以如下選擇：
在第i步中，ti是4294967296*abs(sin(i))的整數部分，i的單位是弧度。(4294967296等於2的32次方)
所有這些完成之後，將a、b、c、d分別加上a、b、c、d。然後用下一分組數據繼續運行演算法，最後的輸出是a、b、c和d的級聯。
當你按照我上面所說的方法實現md5演算法以後，你可以用以下幾個信息對你做出來的程序作一個簡單的測試，看看程序有沒有錯誤。

md5 ("") =
md5 ("a") =
md5 ("abc") =
md5 ("message digest") =
md5 ("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz") =
md5 ("") =
md5 ("1234567890") =

如果你用上面的信息分別對你做的md5演算法實例做測試，最後得出的結論和標准答案完全一樣，那我就要在這里象你道一聲祝賀了。要知道，我的程序在第一次編譯成功的時候是沒有得出和上面相同的結果的。

四、MD5的安全性

md5相對md4所作的改進：

1. 增加了第四輪；

2. 每一步均有唯一的加法常數；

3. 為減弱第二輪中函數g的對稱性從(x&y)|(x&z)|(y&z)變為(x&z)|(y&(~z))；

4. 第一步加上了上一步的結果，這將引起更快的雪崩效應；

5. 改變了第二輪和第三輪中訪問消息子分組的次序，使其更不相似；

6. 近似優化了每一輪中的循環左移位移量以實現更快的雪崩效應。各輪的位移量互不相同。