MD5

Dalam kriptografi, **MD5** (*Message-Digest algorithm 5*) adalah fungsi hash kriptografik yang digunakan secara luas dengan *hash value* 128-bit. Pada standart Internet (RFC 1321), MD5 telah dimanfaatkan secara bermacam-macam pada aplikasi keamanan, dan MD5 juga umum digunakan untuk melakukan pengujian integritas sebuah berkas.

MD5 di desain oleh Ronald Rivest pada tahun 1991 untuk menggantikan *hash function* sebelumnya, MD4. Pada tahun 1996, sebuah kecacatan ditemukan dalam desainnya, walau bukan kelemahan fatal, pengguna kriptografi mulai menganjurkan menggunakan algoritme lain, seperti SHA-1 (klaim terbaru menyatakan bahwa SHA-1 juga cacat). Pada tahun 2004, kecacatan-kecacatan yang lebih serius ditemukan menyebabkan penggunaan algoritma tersebut dalam tujuan untuk keamanan jadi makin dipertanyakan.

## Sejarah dan kriptoanalisis
MD5 adalah salah satu dari serangkaian algoritma *[[message digest]]* yang didesain oleh Profesor Ronald Rivest dari MIT (Rivest, 1994). Saat kerja analitik menunjukkan bahwa pendahulu MD5 — MD4 — mulai tidak aman, MD5 kemudian didesain pada tahun 1991 sebagai pengganti dari MD4 (kelemahan MD4 ditemukan oleh Hans Dobbertin).

Pada tahun 1993, den Boer dan Bosselaers memberikan awal, bahkan terbatas, hasil dari penemuan *pseudo-collision* dari fungsi kompresi MD5. Dua vektor inisialisasi berbeda I dan J dengan beda 4-bit di antara keduanya.
:MD5compress(I,X) = MD5compress(J,X)

Pada tahun 1996 Dobbertin mengumumkan sebuah kerusakan pada fungsi kompresi MD5. Dikarenakan hal ini bukanlah serangan terhadap fungsi *hash* MD5 sepenuhnya, hal ini menyebabkan para pengguna kriptografi menganjurkan pengganti seperti WHIRLPOOL, SHA-1 atau RIPEMD-160.

Ukuran dari *hash* — 128-bit — cukup kecil untuk terjadinya serangan *[[brute force]] [[birthday attack]]*. MD5CRK adalah proyek distribusi mulai Maret 2004 dengan tujuan untuk menunjukka kelemahan dari MD5 dengan menemukan kerusakan kompresi menggunakan *brute force attack*.

Bagaimanapun juga, MD5CRK berhenti pada tanggal 17 Agustus 2004, saat kerusakan ''hash'' pada MD5 diumumkan oleh Xiaoyun Wang, Dengguo Feng, Xuejia Lai dan Hongbo Yu http://eprint.iacr.org/2004/199.pdfhttp://eprint.iacr.org/2004/264.pdf. Serangan analitik mereka dikabarkan hanya memerlukan satu jam dengan menggunakan IBM P690 cluster.

Pada tanggal 1 Maret 2005, Arjen Lenstra, Xiaoyun Wang, and Benne de Weger mendemontrasikan http://eprint.iacr.org/2005/067 kunstruksi dari dua buah sertifikat X.509 dengan *[[Public Key Infrastructure|public key]]* yang berbeda dan *hash* MD5 yang sama, hasil dari demontrasi menunjukkan adanya kerusakan. Konstruksi tersebut melibatkan *private key* untuk kedua *public key* tersebut. Dan beberapa hari setelahnya, Vlastimil Klima menjabarkan http://eprint.iacr.org/2005/075 dan mengembangkan algortima, mampu membuat kerusakan Md5 dalam beberapa jam dengan menggunakan sebuah komputer notebook. Hal ini menyebabkan MD5 tidak bebas dari kerusakan.

Dikarenakan MD5 hanya menggunakan satu langkah pada data, jika dua buah awalan dengan *hash* yang sama dapat dibangun, sebuah akhiran yang umum dapat ditambahkan pada keduanya untuk membuat kerusakan lebih masuk akal. Dan dikarenakan teknik penemuan kerusakan mengizinkan pendahuluan kondisi *hash* menjadi arbitari tertentu, sebuah kerusakan dapat ditemukan dengan awalan apapun. Proses tersebut memerlukan pembangkitan dua buah berkas perusak sebagai berkas templat, dengan menggunakan blok 128-byte dari tatanan data pada 64-byte batasan, berkas-berkas tersebut dapat mengubah dengan bebas dengan menggunakan algoritma penemuan kerusakan.

## Efek nyata dari kriptoanalisis
Saat ini dapat diketahui, dengan beberapa jam kerja, bagaimana proses pembangkitan kerusakan MD5. Yaitu dengan membangkitkan dua byte *string* dengan *hash* yang sama. Dikarenakan terdapat bilangan yang terbatas pada keluaran MD5 (2128), tetapi terdapat bilangan yang tak terbatas sebagai masukannya, hal ini harus dipahami sebelum kerusakan dapat ditimbulkan, tapi hal ini telah diyakini benar bahwa menemukannya adalah hal yang sulit.

Sebagai hasilnya bahwa *hash* MD5 dari informasi tertentu tidak dapat lagi mengenalinya secara berbeda. Jika ditunjukkan informasi dari sebuah *public key*, *hash* MD5 tidak mengenalinya secara berbeda jika terdapat *public key* selanjutnya yang mempunyai *hash* MD5 yang sama.

Bagaimanapun juga, penyerangan tersebut memerlukan kemampuan untuk memilih kedua pesan kerusakan. Kedua pesan tersebut tidak dengan mudah untuk memberikan serangan *[[preimage]]*, menemukan pesan dengan *hash* MD5 yang sudah ditentukan, ataupun *serangan preimage kedua*, menemukan pesan dengan *hash* MD5 yang sama sebagai pesan yang diinginkan.

*Hash* MD5 lama, yang dibuat sebelum serangan-serangan tersebut diungkap, masih dinilai aman untuk saat ini. Khususnya pada *[[digital signature]]* lama masih dianggap layak pakai.
Seorang pengguna boleh saja tidak ingin membangkitkan atau memercayai *signature* baru menggunakan MD5 jika masih ada kemungkinan kecil pada teks (kerusakan dilakukan dengan melibatkan pelompatan beberapa bit pada bagian 128-byte pada masukan *hash*) akan memberikan perubahan yang berarti.

Penjaminan ini berdasar pada posisi saat ini dari kriptoanalisis. Situasi bisa saja berubah secara tiba-tiba, tetapi menemukan kerusakan dengan beberapa data yang belum-ada adalah masalah yang lebih susah lagi, dan akan selalu butuh waktu untuk terjadinya sebuah transisi.

## Pengujian Integritas
Ringkasan MD5 digunakan secara luas dalam dunia perangkat lunak untuk menyediakan semacam jaminan bahwa berkas yang diambil (*[[download]]*) belum terdapat perubahan. Seorang pengguna dapat membandingkan MD5 sum yang dipublikasikan dengan *[[checksum]]* dari berkas yang diambil. Dengan asumsi bahwa *checksum* yang dipublikasikan dapat dipercaya akan keasliannya, seorang pengguna dapat secara yakin bahwa berkas tersebut adalah berkas yang sama dengan berkas yang dirilis oleh para developer, jaminan perlindungan dari *[[Trojan Horse]]* dan virus komputer yang ditambahkan pada perangkat lunak. Bagaimanapun juga, sering kali kasus yangterjadi bahwa *checksum* yang dipublikasikan tidak dapat dipercaya (sebagai contoh, *checksum* didapat dari channel atau lokasi yang sama dengan tempat mengambil berkas), dalam hal ini MD5 hanya mampu melakukan *error-checking*. MD5 akan mengenali berkas yang didownload tidak sempurna, cacat atau tidak lengkap.

## Algoritma

*s* menunjukkan perputaran bit kiri oleh *s*; *s* bervariasi untuk tiap-tiap operasi.

menunjukan tambahan modulo 232.
MD5 memproses variasi panjang pesan kedalam keluaran 128-bit dengan panjang yang tetap. Pesan masukan dipecah menjadi dua gumpalan blok 512-bit; Pesan ditata sehingga panjang pesan dapat dibagi 512. Penataan bekerja sebagai berikut: bit tunggal pertama, 1, diletakkan pada akhir pedan. Proses ini diikuti dengan serangkaian nol (0) yang diperlukan agar panjang pesan lebih dari 64-bit dan kurang dari kelipatan 512. Bit-bit sisa diisi dengan 64-bit integer untuk menunjukkan panjang pesan yang asli. Sebuah pesan selalu ditata setidaknya dengan 1-bit tunggal, seperti jika panjang pesan adalah kelipatan 512 dikurangi 64-bit untuk informasi panjang (panjang mod(512) = 448), sebuah blok baru dari 512-bit ditambahkan dengan 1-bit diikuti dengan 447 bit-bit nol (0) diikuti dengan panjang 64-bit.

Algoritma MD5 yang utama beroperasi pada kondisi 128-bit, dibagi menjadi empat *[[word]]* 32-bit, menunjukkan *A*, *B*, *C* dan *D*. Operasi tersebut di inisialisasi dijaga untuk tetap konstan. Algoritma utama kemudian beroperasi pada masing-masing blok pesan 512-bit, masing-masing blok melakukan pengubahan terhadap kondisi.Pemrosesan blok pesan terdiri atas empat tahap, batasan *putaran*; tiap putasan membuat 16 operasi serupa berdasar pada fungsi non-linear *F*, tambahan modular, dan rotasi ke kiri. Gambar satu mengilustrasikan satu operasi dalam putaran.
Ada empat macam kemungkinan fungsi *F*, berbeda dari yang digunakan pada tiap-tiap putaran:

:F(X,Y,Z) = (X\wedge{Y}) \vee (\neg{X} \wedge{Z})
:G(X,Y,Z) = (X\wedge{Z}) \vee (Y \wedge \neg{Z})
:H(X,Y,Z) = X \oplus Y \oplus Z
:I(X,Y,Z) = Y \oplus (X \vee \neg{Z})

\oplus, \wedge, \vee, \neg menunjukkan operasi logikan XOR, AND, OR dan NOT.

## ''Pseudocode''
*[[Pseudocode]]* pada algoritma MD5 adalah sebagai berikut.

 //*Catatan: Seluruh variable pada unsigned integer 32-bit dan dan wrap modulo 2^32 saat melakukan perhitungan*

 //*Mendefinisikan r sebagai berikut*
 **var** *int*[64] r, k
 r[ 0..15]:= {7, 12, 17, 22,  7, 12, 17, 22,  7, 12, 17, 22,  7, 12, 17, 22}
 r[16..31]:= {5,  9, 14, 20,  5,  9, 14, 20,  5,  9, 14, 20,  5,  9, 14, 20}
 r[32..47]:= {4, 11, 16, 23,  4, 11, 16, 23,  4, 11, 16, 23,  4, 11, 16, 23}
 r[48..63]:= {6, 10, 15, 21,  6, 10, 15, 21,  6, 10, 15, 21,  6, 10, 15, 21}

 //*Menggunakan bagian fraksional biner dari integral sinus sebagai konstanta:*
 **for** i **from** 0 **to** 63
     k[i]:= floor(abs(sin(i + 1)) × 2^32)

 //*Inisialisasi variabel:*
 **var** *int* h0:= 0x67452301
 **var** *int* h1:= 0xEFCDAB89
 **var** *int* h2:= 0x98BADCFE
 **var** *int* h3:= 0x10325476

 //*Pemrosesan awal:*
 **append** "1" bit **to** message
 **append** "0" bits **until** message length in bits ≡ 448 (mod 512)
 **append** bit length of message **as** *64-bit little-endian integer* **to** message

 //*Pengolahan pesan paada kondisi gumpalan 512-bit:*
 **for each** *512-bit* chunk **of** message
     break chunk into sixteen 32-bit little-endian words w(i), 0 ≤ i ≤ 15

     //*Inisialisasi nilai hash pada gumpalan ini:*
     **var** *int* a:= h0
     **var** *int* b:= h1
     **var** *int* c:= h2
     **var** *int* d:= h3

     //*Kalang utama:*
     **for** i **from** 0 **to** 63
         **if** 0 ≤ i ≤ 15 **then**
             f:= (b **and** c) **or** ((**not** b) **and** d)
             g:= i
         **else if** 16 ≤ i ≤ 31
             f:= (d **and** b) **or** ((**not** d) **and** c)
             g:= (5×i + 1) **mod** 16
         **else if** 32 ≤ i ≤ 47
             f:= b **xor** c **xor** d
             g:= (3×i + 5) **mod** 16
         **else if** 48 ≤ i ≤ 63
             f:= c **xor** (b **or** (**not** d))
             g:= (7×i) **mod** 16

         temp:= d
         d:= c
         c:= b
         b:= ((a + f + k(i) + w(g)) **leftrotate** r(i)) + b
         a:= temp

     //*Tambahkan hash dari gumpalan sebagai hasil:*
     h0:= h0 + a
     h1:= h1 + b
     h2:= h2 + c
     h3:= h3 + d

 **var** *int* digest:= h0 **append** h1 **append** h2 **append** h3 //*(diwujudkan dalam little-endian)*

*Catatan: Meskipun rumusan dari yang tertera pada RFC 1321, berikut ini sering digunakan untuk meningkatkan efisiensi:*
 (0  ≤ i ≤ 15): f:= d **xor** (b **and** (c **xor** d))
 (16 ≤ i ≤ 31): f:= c **xor** (d **and** (b **xor** c))

## ''Hash-hash'' MD5
*Hash-hash* MD5 sepanjang 128-bit (16-byte), yang dikenal juga sebagai *ringkasan pesan*, secara tipikal ditampilkan dalam bilangan heksadesimal 32-digit.
Berikut ini merupakan contoh pesan ASCII sepanjang 43-byte sebagai masukan dan *hash* MD5 terkait:
:`MD5("The quick brown fox jumps over the lazy dog")` = `9e107d9d372bb6826bd81d3542a419d6`
Bahkan perubahan yang kecil pada pesan akan (dengan probabilitas lebih) menghasilkan *hash* yang benar-benar berbeda, misalnya pada kata "dog", huruf `d` diganti menjadi `c`:
:`MD5("The quick brown fox jumps over the lazy cog")` = `1055d3e698d289f2af8663725127bd4b`
*Hash* dari panjang-nol ialah:
:`MD5("")` = `d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e`

## Lihat pula
* MD2
* SFV
* Cyclic redundancy check

## Pranala luar
### Informasi MD5
* RFC 1321 — *Algoritma Ringkasan-Pesan MD5*
* ''Menggunakan MD5 untuk memastikan integritas isi dari file''
* Catatan Kriptoanalisis MD5
* Tanya-Jawab tentang Kerusakan ''Hash''
* MD5 Password Decrypter

### Implementasi
* situs tentang MD5  — berisi tentang berbagai macam implementasi pada berbagai bahasa pemrogaman
* Paj's Home: Cryptography (Javascript MD4 dan MD5, plus SHA-1)
* MD5 kalkulator dengan Javascript memberikan nilai secara langsung dari kalkulasi 
* Jacksum (Sebuah program dengan berbagai macam fungsi verifikasi pesan)
* Pascal/Delphi realization
* MD5 HASH Generator

### Kerusakan
* Kerusakan cepat yang ditemukan oleh V. Klima