基于C++实现 MD5 算法的文件完整性校验程序

基于 MD5 算法的文件完整性校验程序

一、实验目的

① 深入理解 MD5 算法的基本原理。

② 掌握利用 MD5 算法生成数据摘要的所有计算过程。

③ 掌握 Linux 系统中检测文件完整性的基本方法。

④ 熟悉 Linux 系统中文件的基本操作方法。

⑤ 准确地实现 MD5 算法的完整计算过程。

⑥ 对于任意长度的字符串能够生成 128 位 MD5 摘要。

⑦ 对于任意大小的文件能够生成 128 位 MD5 摘要。

⑧ 通过检查 MD5 摘要的正确性来检验原文件的完整性。

二、实验内容

本实验使用 C++ 语言在 Linux 平台进行编程和运行，代码运行于腾讯云服务器主机。实现了实验要求中关于 MD5 的五项功能，列举如下：

./md5 -h 查看帮助

./md5 -t 打印程序的测试信息

./md5 -c nankai.txt 计算出的被测文件的 MD5 摘要并打印

./md5 -v nankai.txt 验证文件完整性方法一

./md5 -f nankai.txt nankai.md5 验证文件完整性方法二 实验涉及的文件包括：

（1） main.cpp：主函数文件。

（2） helpFunc.h：功能函数定义。

（3） helpFunc.cpp：功能函数实现。

（4） MD5.h：MD5 类定义。

（5） MD5.cpp：MD5 类的部分函数实现。

（6） MD5Update.cpp：MD5 类中 Update 相关函数实现。

（7） MD5codePro.cpp：MD5 类中进制转换、类型变换相关函数实现。

（8） nankai.txt 和 nankai.md5：测试文件

（9） md5：可执行文件

三、实验步骤及实验结果

本次实验步骤：

（1） main.cpp：主函数文件。

通过 unordered_map 数据结构存储各操作的 string 和对应的函数指针。

（2） helpFunc.h：各功能函数的定义，以及 include 程序需要的一些系统文件。

（3） helpFunc.cpp：功能函数实现。 各函数根据实验报告的要求调用 MD5 类的功能并打印信息。

（4） MD5.h：MD5 类定义，包括一些运算的 define。

（5） MD5.cpp：MD5 类的部分功能实现，主要为 Reset 函数，Tostring 函数，Transform 函数。

（6） MD5Update.cpp：MD5 类中 Update 相关函数，包括 2 个 public 函数和 1 个 private 函数。

（7） MD5codePro.cpp：MD5 类定义中进制转换、类型变换相关函数实现。

本次实验结果：

（1）./md5 -h

（2）./md5 -t

（3）./md5 -c nankai.txt

（4）./md5 -v nankai.txt

（5）./md5 -f nankai.txt nankai.md5

四、实验遇到的问题及其解决方法

本次实验中遇到的问题和解决方法列举如下：

（1）问题：大小端编址问题。 解决方法：遇到大小端编址问题，需要仔细检查，如 MD5 算法中有四个

32  比特的初始向量。它们分别是：A=0x01234567，B=0x89abcdef， C=0xfedcba98，D=0x76543210。实际赋值的时候应该赋值为 A=0x67452301， B=0xefcdab89，C=0x98badcfe，D=0x10325476。

五、实验结论

学习了 MD5 的原理和实现过程 学习了大端编址和小端编址

学习了在 C++ 的 STL 中存放函数指针

学习了 main()函数中的 argv 和 argc 参数的使用