เอ็มดี5

เอ็มดี5 () เป็นฟังก์ชันแฮชในวิทยาการเข้ารหัสลับ เช่นการเก็บรหัสผ่าน และนอกจากนี้ยังมีการนำมาใช้ในการตรวจสอบความสมบูรณ์ของไฟล์ (Md5sum) แต่ถึงกระนั้นก็มีการพบว่า MD5 นั้นไม่เป็นแฮชฟังก์ชันที่ป้องกันการทับซ้อน (collision resistant) จึงไม่เหมาะสมที่จะนำมาใช้ในแอปพลิเคชันบางอย่างเช่น SSL หรือ Digital Signature

ขั้นตอนวิธี 
เราจะเริ่มจากการสมมติให้มีอินพุทเป็นข้อความ M ขนาด b-bit ซึ่ง b เป็นจำนวนเต็มที่ไม่ติดลบ ไม่จำเป็นต้องหาร 8 ลงตัว และมีความยาวได้ไม่จำกัด ซึ่งจะเขียนใหม่ได้เป็น m_0 m_1 m_2   …   m_b-1 จากนั้นจะทำการหา MD5 โดยการผ่านขั้นตอนต่อไปนี้

เติมบิตท้าย 
เติม “ 10 ” ท้ายข้อความแล้ว เติม “ 0 ” ไปเรื่อยๆ จนกว่าข้อความจะมีขนาดที่คอนกลูเอนกับ 448 (mod 512)

เติมขนาดข้อความ 
เติมขนาดของข้อความความยาว 64 บิต ท้ายข้อความ หากขนาดของข้อความใหญ่เกินที่ 64 บิตจะเก็บได้ก็ให้ใช้ 64 บิตหลังของขนาดเท่านั้น สุดท้ายจะได้ข้อความที่แต่งเติมแล้วมีขนาดที่สามารถหาร 512 ลงตัวพอดี นั่นคือจะสามารถแบ่งข้อความได้เป็นชุด ชุดละ 512 บิต หรือ 32 ไบต์ หรือ 16-word block

กำหนดค่าเริ่มต้นของ MD Buffer 
ตั้งค่าเริ่มต้นของ buffer ขนาด 32 บิต 4 ตัวดังนี้

A = 0x67452301 , B = 0xEFCDAB89 , C =0x98BADCFE , D = 0x76543210

คำนวณข้อความใน 16-word block 
ลำดับแรกเราจะกำหนดฟังก์ชันรับอินพุท 32 บิต และเอาต์พุต 32 บิต ดังนี้

 แทนการดำเนินการ XOR, AND, OR และ NOT
ในขั้นตอนนี้ยังต้องใช้ ตารางขนาด 64 ช่อง T[1…64] ซึ่ง T[i] สามารถหาค่าได้จาก ⌊ 2^32 x |sin ⁡i |  ⌋ โดย i มีค่าเป็นเรเดียน จากนั้นทำตามขั้นตอนวิธีดังนี้

    //ดำเนินการทุก 16-word block 
    For i = 0 to N/16-1 do
     //คัดลอก block ที่ i เก็บไว้ที่ X
     For j = 0 to 15 do
       Set X[j] to M[i*16+j].
     end /* of loop on j */

      // เก็บ A ใน AA, B ใน BB, C ใน CC, และ D ใน DD
     AA = A
     BB = B
     CC = C
     DD = D

     // รอบที่ 1
     /* ให้ [abcd k s i] แทน
          a = b + ((a + F (b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s)
          สัญลักษณ์ <<< แทน left rotate
     */
     // ดำเนินการ 16 ครั้งดังนี้ 
     [ABCD  0  7  1]  [DABC  1 12  2]  [CDAB  2 17  3]  [BCDA  3 22  4]
     [ABCD  4  7  5]  [DABC  5 12  6]  [CDAB  6 17  7]  [BCDA  7 22  8]
     [ABCD  8  7  9]  [DABC  9 12 10]  [CDAB 10 17 11]  [BCDA 11 22 12]
     [ABCD 12  7 13]  [DABC 13 12 14]  [CDAB 14 17 15]  [BCDA 15 22 16]

      // รอบที่ 2
     /* ให้ [abcd k s i] แทน
          a = b + ((a + G (b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s) */
     // ดำเนินการ 16 ครั้งดังนี้ 
     [ABCD  1  5 17]  [DABC  6  9 18]  [CDAB 11 14 19]  [BCDA  0 20 20]
     [ABCD  5  5 21]  [DABC 10  9 22]  [CDAB 15 14 23]  [BCDA  4 20 24]
     [ABCD  9  5 25]  [DABC 14  9 26]  [CDAB  3 14 27]  [BCDA  8 20 28]
     [ABCD 13  5 29]  [DABC  2  9 30]  [CDAB  7 14 31]  [BCDA 12 20 32]

      // รอบที่ 3
     /* ให้ [abcd k s i] แทน
          a = b + ((a + H (b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s) */
     // ดำเนินการ 16 ครั้งดังนี้ 
     [ABCD  5  4 33]  [DABC  8 11 34]  [CDAB 11 16 35]  [BCDA 14 23 36]
     [ABCD  1  4 37]  [DABC  4 11 38]  [CDAB  7 16 39]  [BCDA 10 23 40]
     [ABCD 13  4 41]  [DABC  0 11 42]  [CDAB  3 16 43]  [BCDA  6 23 44]
     [ABCD  9  4 45]  [DABC 12 11 46]  [CDAB 15 16 47]  [BCDA  2 23 48]

      // รอบที่ 4
     /* ให้ [abcd k s i] แทน
          a = b + ((a + I (b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s) */
     // ดำเนินการ 16 ครั้งดังนี้.
     [ABCD  0  6 49]  [DABC  7 10 50]  [CDAB 14 15 51]  [BCDA  5 21 52]
     [ABCD 12  6 53]  [DABC  3 10 54]  [CDAB 10 15 55]  [BCDA  1 21 56]
     [ABCD  8  6 57]  [DABC 15 10 58]  [CDAB  6 15 59]  [BCDA 13 21 60]
     [ABCD  4  6 61]  [DABC 11 10 62]  [CDAB  2 15 63]  [BCDA  9 21 64]

      //นำค่าที่ได้กลับไปบวกกับค่าเดิม 
     A = A + AA
     B = B + BB
     C = C + CC
     D = D + DD
   end // ของวงวน i

แสดงเอาต์พุต 
ค่ารหัสที่ได้จะเก็บอยู่ในสมารถแสดงได้โดยนำเลขฐาน 16 ของ A, B, C, D มาต่อกัน

อ้างอิง

แหล่งข้อมูลอื่น 
 RFC 1321 The MD5 Message-Digest Algorithm
 W3C recommendation on MD5

 REXX MD5 test suite covers MD5 examples in various RFCs (incl. errata)
 Source Code for Cryptography  (Just a touch)

ขั้นตอนวิธีผลรวมตรวจสอบ
ฟังก์ชันแฮชที่ถูกเจาะแล้ว
ฟังก์ชันแฮชเชิงเข้ารหัส