موضوع مقاله: ام‌دی۵ | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # ام‌دی۵ | مقدمه: این الگوریتم یک رشته با طول متفاوت را به عنوان ورودی می‌گیرد و یک هَش تولید می‌کند. | ## بخش 1: ام‌دی۵ | این هَش در واقع یک عدد یکتا بوده که در مبنای دو به صورت صفر و یک و یا به صورت کاراکتر نمایش داده می‌شود. نکته مهم دیگر در هَش الگوریتم‌ها، برابری سایز خروجی فارغ از سایز ورودی است، به بیان دیگر چنانچه شما یک متن 100 کلمه‌ای را هَش کنید و یا یک متن 10 کلمه‌ای، سایز خروجی‌ها در هر دو حالت برابر خواهند بود. بدین مفهوم که به جای آنکه یک کلمه عبور عیناً بر روی رایانه ذخیره شود، ابتدا توسط هَش آن توسط ام‌دی5 تولید می‌شود و سپس آن هَش بر روی رایانه ذخیره می‌شود. این عمل باعث می‌شود در صورت آنکه اطلاعات رایانه به هر نحو لو برود، امکان بازیابی کلمه عبور وجود نداشته باشد. هنگامی که کاربر نیاز به ورود به سیستم را دارد، با وارد کردن کلمه عبور خود، ابتدا آن کلمه مجدداً توسط رایانه هَش می‌شود و خروجی با هَش ذخیره شده مقایسه می‌گردد، در صورت برابر بودن آن دو هَش، کاربر مجوز ورود می‌گیرد. مقایسه با MD4 این الگوریتم حاصل تأثیر دادن نظرات تعدادی از استفاده کنندگان ام‌دی۴ به همراه مقادیری تغییر در ساختار الگوریتم برای افزایش قدرت آن می‌باشد. الگوریتم ام‌دی۵ توسعه‌ای از الگوریتم ام‌دی۴ است با این تفاوت که‌ ام‌دی۵ کمی‌کندتر از ام‌دی۴ عمل می‌کند اما در طراحی آن بسیار محافظه‌کارانه عمل شده‌است. ام‌دی۵ در شرایطی طراحی شد که ام‌دی۴ به علّت سرعت بالایی که دارد پذیرفته شده‌ اما از امنیت مناسبی در شرایط بحرانی برخوردار نیست، ام‌دی۵ کمی نسبت به‌ ام‌دی۴ کندتر شد ولی امنیت آن بیشتر گشت. شرایط و نکات لازم در این متن منظور از «کلمه» تعداد ۳۲ بیت و «بایت» تعداد ۸ بیت داده می‌باشد. یک صف از بیت‌ها دارای خصوصیات طبیعی یک صف از بایت‌ها می‌باشند که هر گروه هشت تایی متوالی از بیت‌ها یک بایت را تشکیل می‌دهند که پرارزش‌ترین بیت در ابتدا قرار دارد. | ## بخش 2: ام‌دی۵ | اجازه بدهید از x_i به جای xi) x اندیس i) استفاده کنیم و اگر مقدار اندیس یک عبارت محاسباتی بود آن را در محدود می‌کنیم، مانند: {x_{i-1. از x<<<5 به عنوان عملگر چرخش بیتی در کلمات استفاده می‌شود که x به‌اندازه ۵ بیت به چپ چرخش می‌کند. توضیحات الگوریتم MD5 فرض کنید ما b بیت پیام به عنوان ورودی داریم و تصمیم داریم خلاصه پیام آن را بدست آوریم. b در اینجا یک عدد نا منفی و صحیح است، b می‌تواند مقدار صفر داشته باشد و هیچ محدودیتی برای مضرب هشت بودن آن نیست و به هر اندازه می‌تواند بزرگ باشد. فرض کنید بیت‌های این پیام را بشود به صورت زیر نوشت: برای آوردن خلاصه پیام ۵ مرحله زیر را انجام می‌دهیم. اضافه کردن بیتهای نرم‌کننده طول پیام مورد نظر به ۴۴۸ به پیمانه ۵۱۲ توسعه پیدا می‌کند به این معنی که اگر به طول پیام ۶۴ بیت اضافه شود، طولش مضربی از ۵۱۲ خواهد بود. عمل توسعه دادن همیشه اجرا می‌شود مگر اینکه طول پیام به صورت ۴۴۸ به پیمانه ۵۱۲ باشد. عمل توسعه پیام یا نرم کردن آن به صورت زیر انجام می‌شود: یک بیت [۱] سپس تعدادی بیت [۰] به پیام اضافه می‌شود. اضافه شدن بیت‌های ۰ تا زمانی که طول رشته به ۴۴۸ بر پایه ۵۱۲ برسد، ادامه پیدا می‌کند. افزایش طول یک نمایش ۶۴ بیتی از b بیت پیام اولیه به آخر نتیجه گام قبل اضافه می‌شود. | ## بخش 3: ام‌دی۵ | مشابه اینکه بگوییم، این پیام طولی معادل مضربی از۱۶ کلمه دارد اجازه بدهید M[0…N-1] را نمایانگر کلمات پیام بدست آمده بدانیم. (N مضربی از ۱۶ می‌باشد.) تعیین بافر برای MD برای محاسبه خلاصه پیام یک بافر ۴ کلمه‌ای (A,B،C,D) استفاده می‌شود. این ثبات‌ها مطابق جدول زیر مقدار دهی می‌شوند (بایتهای کم ارزش در ابتدا قرار دارند) پردازش پیام در بلاک‌های ۱۶ کلمه‌ای در ابتدا ۴ تابع کمکی تعریف می‌کنیم که هر کدام به عنوان ورودی سه کلمهٔ ۳۲ بیتی می‌گیرد و برای خروجی یک کلمهٔ ۳۲ بیتی تولید می‌کند. تابع F می‌توانست طوری تعریف شود که به جای استفاده از v از + استفاده کند چون XY و (not(X هرگز یک‌هایی در موقعیت بیتی یکسان نخواهد داشت. جالب است به یاد داشته باشید که اگر بیت‌های X، Y و Z مستقل و غیر مرتبط باشند، هر بیت از (F(X, Y, Z مستقل و غیر مرتبط خواهد بود. توابع G، H و I شبیه تابع F هستند، به‌طوری‌که آن‌ها در "توازی بیتی" کار می‌کنند تا خروجی شان را از بیت‌های X، Y و Z تولید کنند. این گام از یک جدول ۶۴ عنصری [T[1…64 ساخته شده از یک تابع مثلثاتی، استفاده می‌کند. اجازه دهید [T[i را که I-امین عنصر جدول را مشخص می‌کند که برابر است با قسمت صحیح حاصلضرب ۴۲۹۴۹۶۷۲۹۶ در abs(sin(i، به‌طوری‌که I به رادیان باشد. نتیجه الگوریتم خلاصه پیام MD5 به سادگی قابل اجرا می‌باشد و یک "اثر انگشت" یا "خلاصه پیام" از پیام با طول اختیاری تولید می‌کند. گمان برده می‌شود که امکان مواجه شدن با دو پیام که خلاصه پیام مشابهی دارند از رتبهٔ ۶۴^۲ و برای هر پیامی که به آن یک خلاصه پیام داده شده‌است از رتبهٔ ۱۲۸^۲ می‌باشد. | ## جمع‌بندی | امروزه معمولاً از توابه درهم‌سازی دیگری مانند اس‌اچ‌ای-۱ یا (SHA-1) و خانواده اس‌اچ‌ای-۲ یا (SHA-2) استفاده می‌شود که طول خروجی این توابع بیشتر است.