天天看點
傳回

C語言執行個體_擷取檔案MD5值

作者：DS小龍哥

一、MD5介紹

MD5（Message Digest Algorithm 5）是一種常用的哈希函數算法。将任意長度的資料作為輸入，并生成一個唯一的、固定長度（通常是128位）的哈希值，稱為MD5值。MD5算法以其高度可靠性和廣泛應用而聞名。

C語言執行個體_擷取檔案MD5值

MD5算法主要具備以下特點：

（1）不可逆性：給定MD5值無法通過逆運算得到原始資料。

（2）唯一性：不同的輸入資料會生成不同的MD5值。

（3）高效性：對于給定的資料，計算其MD5值是非常快速的。

MD5值的應用場景包括：

（1）資料完整性驗證：MD5值可以用于驗證檔案是否在傳輸過程中被篡改。發送方計算檔案的MD5值并發送給接收方，接收方在接收到檔案後重新計算MD5值，然後與發送方的MD5值進行比較，如果一緻，則說明檔案未被篡改。

（2）密碼存儲：在許多系統中，使用者密碼通常不會以明文形式存儲，而是将其轉換為MD5值後存儲。當使用者登入時，系統會将使用者輸入的密碼轉換為MD5值，然後與存儲的MD5值進行比較，以驗證密碼的正确性。

（3）安全認證：MD5值也可用于數字證書等安全認證中，用于驗證檔案的完整性和認證資訊的真實性。

（4）資料指紋：MD5值可以作為資料的唯一辨別符，用于快速比對和查找重複資料。

二、示例代碼

2.1 擷取資料MD5值（openssl庫）

在C語言中擷取一段資料的MD5值，可以使用現有的第三方庫實作。以下是一個使用 OpenSSL 庫計算資料的MD5值的示例代碼：

（1）需要安裝 OpenSSL 庫（如果尚未安裝）并包含相關頭檔案：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <openssl/md5.h>

（2）建立一個子函數來計算資料的MD5值：

void calculate_md5(const unsigned char* data, size_t length, unsigned char* md5_hash) {
    MD5_CTX ctx;
    MD5_Init(&ctx);
    MD5_Update(&ctx, data, length);
    MD5_Final(md5_hash, &ctx);
}

該函數接受三個參數：data 為待計算的資料指針，length 為資料長度，md5_hash 為存儲MD5值的數組。

下面是一個完整的程式，展示如何調用以上子函數并列印MD5值：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <openssl/md5.h>

void calculate_md5(const unsigned char* data, size_t length, unsigned char* md5_hash) {
    MD5_CTX ctx;
    MD5_Init(&ctx);
    MD5_Update(&ctx, data, length);
    MD5_Final(md5_hash, &ctx);
}

void print_md5(const unsigned char* md5_hash) {
    for (int i = 0; i < MD5_DIGEST_LENGTH; i++) {
        printf("%02x", md5_hash[i]);
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    const unsigned char data[] = "Hello, World!";
    size_t length = sizeof(data) - 1; // 減去字元串末尾的空字元
    unsigned char md5_hash[MD5_DIGEST_LENGTH];

    calculate_md5(data, length, md5_hash);
    printf("MD5: ");
    print_md5(md5_hash);

    return 0;
}

這個示例程式将輸出一段資料的MD5值。可以将待計算的資料存儲在 data 數組中，并根據需要調整資料長度。

這裡使用的是 OpenSSL 提供的 MD5 函數。在編譯時，需要連結 OpenSSL 庫。在 Linux 系統上，可以使用 -lssl -lcrypto 參數進行連結。在 Windows 系統上，需要下載下傳并安裝 OpenSSL 庫，并配置正确的連結路徑和庫檔案名稱。

2.2 擷取檔案的MD5值(openssl庫)

以下是使用 OpenSSL 庫計算檔案的MD5值的示例代碼：

（1）需要安裝 OpenSSL 庫（如果尚未安裝）并包含相關頭檔案：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <openssl/md5.h>

（2）建立一個子函數來計算檔案的MD5值：

void calculate_file_md5(const char* filename, unsigned char* md5_hash) {
    FILE* file = fopen(filename, "rb");
    if (file == NULL) {
        printf("Failed to open file: %s\n", filename);
        return;
    }

    MD5_CTX ctx;
    MD5_Init(&ctx);

    unsigned char buffer[1024];
    size_t read;
    while ((read = fread(buffer, 1, sizeof(buffer), file)) != 0) {
        MD5_Update(&ctx, buffer, read);
    }

    fclose(file);

    MD5_Final(md5_hash, &ctx);
}

該函數接受兩個參數：filename 為待計算的檔案名，md5_hash 為存儲MD5值的數組。

下面是一個完整的示例程式，展示如何調用以上子函數并列印檔案的MD5值：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <openssl/md5.h>

void calculate_file_md5(const char* filename, unsigned char* md5_hash) {
    // ... 函數實作見上文 ...

void print_md5(const unsigned char* md5_hash) {
    for (int i = 0; i < MD5_DIGEST_LENGTH; i++) {
        printf("%02x", md5_hash[i]);
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    const char* filename = "path/to/file";
    unsigned char md5_hash[MD5_DIGEST_LENGTH];

    calculate_file_md5(filename, md5_hash);
    printf("MD5: ");
    print_md5(md5_hash);

    return 0;
}

這個示例程式将打開指定檔案并計算其MD5值。需要将檔案路徑存儲在 filename 字元串中，并根據需要調整該字元串。

請這裡使用的是 OpenSSL 提供的 MD5 函數。在編譯時，需要連結 OpenSSL 庫。在 Linux 系統上，可以使用 -lssl -lcrypto 參數進行連結。在 Windows 系統上，需要下載下傳并安裝 OpenSSL 庫，并配置正确的連結路徑和庫檔案名稱。

2.3 自己寫算法擷取MD5值

實作MD5算法比較複雜，涉及位操作、邏輯運算、位移等。

以下是一個簡化版本的純C語言MD5算法實作：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

typedef unsigned char uint8;
typedef unsigned int uint32;

// MD5常量定義
const uint32 MD5_CONSTANTS[] = {
    0xd76aa478, 0xe8c7b756, 0x242070db, 0xc1bdceee,
    0xf57c0faf, 0x4787c62a, 0xa8304613, 0xfd469501,
    0x698098d8, 0x8b44f7af, 0xffff5bb1, 0x895cd7be,
    0x6b901122, 0xfd987193, 0xa679438e, 0x49b40821,
    0xf61e2562, 0xc040b340, 0x265e5a51, 0xe9b6c7aa,
    0xd62f105d, 0x02441453, 0xd8a1e681, 0xe7d3fbc8,
    0x21e1cde6, 0xc33707d6, 0xf4d50d87, 0x455a14ed,
    0xa9e3e905, 0xfcefa3f8, 0x676f02d9, 0x8d2a4c8a,
    0xfffa3942, 0x8771f681, 0x6d9d6122, 0xfde5380c,
    0xa4beea44, 0x4bdecfa9, 0xf6bb4b60, 0xbebfbc70,
    0x289b7ec6, 0xeaa127fa, 0xd4ef3085, 0x04881d05,
    0xd9d4d039, 0xe6db99e5, 0x1fa27cf8, 0xc4ac5665,
    0xf4292244, 0x432aff97, 0xab9423a7, 0xfc93a039,
    0x655b59c3, 0x8f0ccc92, 0xffeff47d, 0x85845dd1,
    0x6fa87e4f, 0xfe2ce6e0, 0xa3014314, 0x4e0811a1,
    0xf7537e82, 0xbd3af235, 0x2ad7d2bb, 0xeb86d391
};

// 循環左移
#define LEFT_ROTATE(x, n) (((x) << (n)) | ((x) >> (32 - (n))))

// 轉換為大端位元組序
void to_big_endian(uint32 value, uint8* buffer) {
    buffer[0] = (uint8)(value & 0xff);
    buffer[1] = (uint8)((value >> 8) & 0xff);
    buffer[2] = (uint8)((value >> 16) & 0xff);
    buffer[3] = (uint8)((value >> 24) & 0xff);
}

// 處理消息塊
void process_block(const uint8* block, uint32* state) {
    uint32 a = state[0];
    uint32 b = state[1];
    uint32 c = state[2];
    uint32 d = state[3];
    uint32 m[16];

    // 将消息塊劃分為16個32位字，并進行位元組序轉換
    for (int i = 0; i < 16; i++) {
        m[i] = (((uint32)block[i * 4 + 0]) << 0) |
               (((uint32)block[i * 4 + 1]) << 8) |
               (((uint32)block[i * 4 + 2]) << 16) |
               (((uint32)block[i * 4 + 3]) << 24);
    }

    // MD5循環運算
    for (int i = 0; i < 64; i++) {
        uint32 f, g;

        if (i < 16) {
            f = (b & c) | ((~b) & d);
            g = i;
        } else if (i < 32) {
            f = (d & b) | ((~d) & c);
            g = (5 * i + 1) % 16;
        } else if (i < 48) {
            f = b ^ c ^ d;
            g = (3 * i + 5) % 16;
        } else {
            f = c ^ (b | (~d));
            g = (7 * i) % 16;
        }

        uint32 temp = d;
        d = c;
        c = b;
        b = b + LEFT_ROTATE((a + f + MD5_CONSTANTS[i] + m[g]), 7);
        a = temp;
    }

    // 更新狀态
    state[0] += a;
    state[1] += b;
    state[2] += c;
    state[3] += d;
}

// 計算MD5值
void calculate_md5(const uint8* message, size_t length, uint8* digest) {
    // 初始化狀态
    uint32 state[4] = { 0x67452301, 0xefcdab89, 0x98badcfe, 0x10325476 };

    // 填充消息
    size_t padded_length = ((length + 8) / 64 + 1) * 64;
    uint8* padded_message = (uint8*)calloc(padded_length, 1);
    memcpy(padded_message, message, length);
    padded_message[length] = 0x80;  // 添加一個1
    to_big_endian((uint32)(length * 8), padded_message + padded_length - 8);  // 添加長度（以位為機關）

    // 處理消息塊
    for (size_t i = 0; i < padded_length; i += 64) {
        process_block(padded_message + i, state);
    }

    // 生成摘要
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
        to_big_endian(state[i], digest + i * 4);
    }
    
    free(padded_message);
}

// 列印MD5值
void print_md5(const uint8* digest) {
    for (int i = 0; i < 16; i++) {
        printf("%02x", digest[i]);
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    const char* message = "Hello, World!";
    size_t length = strlen(message);
    uint8 digest[16];

    calculate_md5((const uint8*)message, length, digest);
    printf("MD5: ");
    print_md5(digest);

    return 0;
}

這個程式可以計算給定字元串的MD5值。将待計算的資料存儲在 message 字元串中，根據需要調整資料長度。

上一篇: 從混亂到有序：三品PDM系統下的零部件分類管理
下一篇: 防汛智能化：積水監測站如何重塑城市水務管理