Java MD5代码实现分析

最新推荐文章于 2025-06-24 21:15:01 发布

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#md5 #算法 #java

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本文主要分析了OpenJDK中的MD5消息摘要算法实现，通过下载OpenJDK源码，详细解读了MD5.java中的implCompress方法和implDigest方法，探讨了其在保证信息传输完整一致中的作用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

MD5消息摘要算法（英语：MD5 Message-Digest Algorithm），一种被广泛使用的密码散列函数，可以产生出一个128位（16字节）的散列值（hash value），用于确保信息传输完整一致。MD5由罗纳德·李维斯特设计，于1992年公开，用以替换MD4算法。这套算法的程序在 RFC 1321 中被加以规范。来源

罗纳德·李维斯特（英语：Ronald Linn Rivest，1947年－）是一名美国密码学家。他是麻省理工学院电子工程和计算机科学部门 (EECS)计算机科学的一名教授和麻省理工学院之计算机科学和人工智能实验室 (CSAIL)的成员。他与阿迪·萨莫尔和伦纳德·阿德曼共同发明了RSA加密算法；以及在密码学和计算机科学等领域做出许多杰出贡献而知名。RSA被广泛使用在计算机安全应用上，包括https。2002年，他与阿迪·萨莫尔和伦纳德·阿德曼一起因在公钥密码学RSA加密算法取得的杰出贡献而获得图灵奖。来源

维基百科已经包含了MD5码的伪代码,文章主要是openjdk的源代码进行分析MD5码算法。

下载OpenJDK

OpenJDK搜索及下载
Google搜索关键词 OpenJDK source bundle

进入下载页面（OpenJDK为例），http://download.java.net/openjdk/jdk8/
下载 zip包

下载图中红线标注链接的zip文件
编写gradle脚本
为了在Android Studio,查看OpenJDK的源代码，需要编写setting.gradle,build.gradle文件

下面是目录结构

.
|____corba
|____jdk
| | |____src
| | | |____windows
| | | | |____classes
| | | | |____native
| | | |____linux
| | | |____macosx
| | |____build.gradle
|____build.gradle
|____settings.gradle

jdk目录下的build.gradle文件内容如下，可以根据查看的代码进行变更

apply plugin: 'com.android.model.application'

model {
    android {
        compileSdkVersion 16
        buildToolsVersion "23.0.1"

        defaultConfig {
            applicationId "com.ph0b.example"
            minSdkVersion.apiLevel 15
            targetSdkVersion.apiLevel 23
            versionCode 4
            versionName "1.0.1"
        }

    }

    android.ndk {
        moduleName "mymodule"
        ldLibs.addAll(['log'])
        cppFlags.add("-std=c++11")
        cppFlags.add("-fexceptions")
        platformVersion 15
        stl 'gnustl_shared'
    }
    android.sources {
        main {
            java {
                source {
                    srcDirs [ 'src/share/classes/sun' ]//"src/windows/classes"
                }
            }
            jni {
                source {
//                    srcDir "src/windows/native"
                }
            }
        }
    }

    }
}

MD5实现

类图

message digest

2. 重要类分析(MD5.java,DigestBase.java,ByteArrayAccess.java)

MD5.java(位于jdk/src/share/classes/sun/security/provider/MD5.java)的implCompress方法，进行非线性函数计算

    /**
     * This is where the functions come together as the generic MD5
     * transformation operation. It consumes sixteen
     * bytes from the buffer, beginning at the specified offset.
     */
    void implCompress(byte[] buf, int ofs) {
        b2iLittle64(buf, ofs, x);//转化为64字节,存放在x中
        ...
        ...
        ...
    }

MD5.java的implDigest方法，长度填充,输出结果到out字节数组


    /**
     * Perform the final computations, any buffered bytes are added
     * to the digest, the count is added to the digest, and the resulting
     * digest is stored.
     */
    void implDigest(byte[] out, int ofs) {
        long bitsProcessed = bytesProcessed << 3;//java计算时大小的单位为kb,md5需要转化为bit的单位

        int index = (int)bytesProcessed & 0x3f;//对(2**8-1)=256,求余,单位为byte.{如果转为bit(左移3位),是对2的9次方(512)求余}
        int padLen = (index < 56) ? (56 - index) : (120 - index);//如果byte小于56byte,(56*8=448bit),需要填充的bit,(56-index)*8bit.否则是120-index,即(120*8-index*8)bit,其值小于等于512(128*8-56*8=64*8=512)
        engineUpdate(padding, 0, padLen);//填充

        i2bLittle4((int)bitsProcessed, buffer, 56);//long共8个字节,先取前4个字节
        i2bLittle4((int)(bitsProcessed >>> 32), buffer, 60);//long共8个字节,再取后4个字节
        implCompress(buffer, 0);//最后一次,编码

        i2bLittle(state, 0, out, ofs, 16);//数据放在out数组中,含有16个字节,即128bit
    }