4.1 MD5算法
什么是 MD5
MD5 是 Ronald Rivest 在1991年设计出来的一种哈希函数，其输入可以是任意长度的消息，输出则固定为128位。MD5 的全称是“Message-Digest Algorithm 5”，是 MD2 和 MD4 的改进版本。与前者相比，MD5 可以处理更大的消息，并且经过增加辅助函数和处理流程，其安全性也得到了进一步提高。
MD5 算法的核心思想是将任意长度的消息输入到一个压缩函数中，该函数通过一系列变换将消息转换成固定长度（128位）的消息摘要。由于函数中使用了大量的非线性变换操作，因此即使输入的消息相差只有一位，其输出的摘要也会发生很大的变化，这使得 MD5 算法在密码学、数字签名等领域中被广泛应用。
MD5 的工作原理
MD5算法对输入数据进行分组处理，并进行一系列的位运算和逻辑运算，产生最终的128位哈希值。MD5 算法的实现过程通常分为四个步骤：
- 填充消息：将消息按照长度进行填充，使得最终的消息长度能够被512（16x32）整除。填充方式可参考 RFC 1321 标准，其中包括了填充一个1和多个0的方法。
- 初始化缓冲区：MD5 算法涉及到四个32位的缓存变量：A、B、C、D。在开始计算之前，需要对这些缓存变量进行初始化，具体数值可参见 RFC 1321。
- 处理消息分组：将填充后的消息按照512位进行分组，并对每个分组执行一次压缩函数。该函数将当前缓存变量和分组输入作为输入，经过一系列非线性变换后生成新的缓存变量作为输出。
- 生成摘要：当所有的分组处理完成后，MD5 算法将四个缓存变量按照顺序连接起来，作为最终的128位消息摘要。此时，如果要生成更长的消息摘要，可以将其按照一定规则再进行一次 MD5 运算。
MD5 的应用
MD5 算法在数据加密和安全校验方面有着广泛的应用，包括以下几个方面：
- 数据加密：MD5 算法可以将任意长度的消息转换成固定长度的摘要，其生成的摘要具有较高的唯一性和不可逆性。可以将此摘要作为数据的加密密钥，从而保证数据的安全性。
- 密码存储：很多网站在存储用户密码时，会使用 MD5 算法对其进行哈希，并将哈希值存到数据库中。这样即使数据库泄露，攻击者也无法轻易地获取用户明文密码。
- 数字签名：数字签名是保证数据完整性和真实性的一种有效方式，MD5 算法可以对待签名数据进行哈希运算，并将所得摘要与签名方提供的摘要进行比对，从而验证数据的完整性和真实性。
MD5 的安全性问题
尽管 MD5 算法在许多领域中被广泛应用，但是由于其存在一些安全性问题，近些年来已经逐渐被 SHA-2 和 SHA-3 相关算法所取代。MD5 算法的安全性问题主要体现在以下两个方面：
哈希碰撞：哈希碰撞指的是不同的输入消息可以产生相同的哈希值，这意味着攻击者可以通过构造不同的输入消息，从而欺骗系统。对于 MD5 算法，一些研究人员已经成功地构造出了不同的输入数据，其哈希值却相同的情况。
可预测性：MD5 算法中使用了较弱的加密函数和简单的操作流程，这使得其对于攻击者有着较强的可预测性。如果攻击者能够获得输入的部分信息，就有可能很容易地推导出摘要的值。
总结
MD5作为一种常用的哈希算法，广泛应用于密码的存储和传输中。然而，由于其算法的性质，MD5并不是一个安全的加密方式，可以通过一些破解方法来破解MD5。在实际项目中，我们应该使用更加安全可靠的加密方式，比如SHA-256等算法。为了增加密码的安全性，还可以采用盐值（salt）的方式进行加密，以增加破解的难度。
参考
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1766871756862049024&wfr=spider&for=pc
https://deepinout.com/javascript/javascript-questions/68_hk_1708074835.html
https://www.cnblogs.com/nhdlb/p/12007162.html
https://blog.csdn.net/hla199106/article/details/45129963