웹마스터 팁

md5() 알고리듬

2002.02.05 09:52

양창민

상단 소개등 내용 생략
아래 내용은 알고리듬 부분만 발췌
하단에 양창민 부연 설명
--------------------------------

3. MD5 Algorithm Description

   We begin by supposing that we have a b-bit message as input, and that
   we wish to find its message digest. Here b is an arbitrary
   nonnegative integer; b may be zero, it need not be a multiple of
   eight, and it may be arbitrarily large. We imagine the bits of the
   message written down as follows:

          m_0 m_1 ... m_{b-1}

   The following five steps are performed to compute the message digest
   of the message.

3.1 Step 1. Append Padding Bits

   The message is "padded" (extended) so that its length (in bits) is
   congruent to 448, modulo 512. That is, the message is extended so
   that it is just 64 bits shy of being a multiple of 512 bits long.
   Padding is always performed, even if the length of the message is
   already congruent to 448, modulo 512.

   Padding is performed as follows: a single "1" bit is appended to the
   message, and then "0" bits are appended so that the length in bits of
   the padded message becomes congruent to 448, modulo 512. In all, at
   least one bit and at most 512 bits are appended.

3.2 Step 2. Append Length

   A 64-bit representation of b (the length of the message before the
   padding bits were added) is appended to the result of the previous
   step. In the unlikely event that b is greater than 2^64, then only
   the low-order 64 bits of b are used. (These bits are appended as two
   32-bit words and appended low-order word first in accordance with the
   previous conventions.)

   At this point the resulting message (after padding with bits and with
   b) has a length that is an exact multiple of 512 bits. Equivalently,
   this message has a length that is an exact multiple of 16 (32-bit)
   words. Let M[0 ... N-1] denote the words of the resulting message,
   where N is a multiple of 16.

3.3 Step 3. Initialize MD Buffer

   A four-word buffer (A,B,C,D) is used to compute the message digest.
   Here each of A, B, C, D is a 32-bit register. These registers are
   initialized to the following values in hexadecimal, low-order bytes
   first):

          word A: 01 23 45 67
          word B: 89 ab cd ef
          word C: fe dc ba 98
          word D: 76 54 32 10

3.4 Step 4. Process Message in 16-Word Blocks

   We first define four auxiliary functions that each take as input
   three 32-bit words and produce as output one 32-bit word.

          F(X,Y,Z) = XY v not(X) Z
          G(X,Y,Z) = XZ v Y not(Z)
          H(X,Y,Z) = X xor Y xor Z
          I(X,Y,Z) = Y xor (X v not(Z))

   In each bit position F acts as a conditional: if X then Y else Z.
   The function F could have been defined using + instead of v since XY
   and not(X)Z will never have 1's in the same bit position.) It is
   interesting to note that if the bits of X, Y, and Z are independent
   and unbiased, the each bit of F(X,Y,Z) will be independent and
   unbiased.

   The functions G, H, and I are similar to the function F, in that they
   act in "bitwise parallel" to produce their output from the bits of X,
   Y, and Z, in such a manner that if the corresponding bits of X, Y,
   and Z are independent and unbiased, then each bit of G(X,Y,Z),
   H(X,Y,Z), and I(X,Y,Z) will be independent and unbiased. Note that
   the function H is the bit-wise "xor" or "parity" function of its
   inputs.

   This step uses a 64-element table T[1 ... 64] constructed from the
   sine function. Let T[i] denote the i-th element of the table, which
   is equal to the integer part of 4294967296 times abs(sin(i)), where i
   is in radians. The elements of the table are given in the appendix.

   Do the following:

   /* Process each 16-word block. */
   For i = 0 to N/16-1 do

     /* Copy block i into X. */
     For j = 0 to 15 do
       Set X[j] to M[i*16+j].
     end /* of loop on j */

     /* Save A as AA, B as BB, C as CC, and D as DD. */
     AA = A
     BB = B

     CC = C
     DD = D

     /* Round 1. */
     /* Let [abcd k s i] denote the operation
          a = b + ((a + F(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
     /* Do the following 16 operations. */
     [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]

     /* Round 2. */
     /* Let [abcd k s i] denote the operation
          a = b + ((a + G(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
     /* Do the following 16 operations. */
     [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]

     /* Round 3. */
     /* Let [abcd k s t] denote the operation
          a = b + ((a + H(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
     /* Do the following 16 operations. */
     [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]

     /* Round 4. */
     /* Let [abcd k s t] denote the operation
          a = b + ((a + I(b,c,d) + X[k] + T[i]) <<< s). */
     /* Do the following 16 operations. */
     [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]

     /* Then perform the following additions. (That is increment each
        of the four registers by the value it had before this block
        was started.) */
     A = A + AA
     B = B + BB
     C = C + CC
     D = D + DD

   end /* of loop on i */

3.5 Step 5. Output

   The message digest produced as output is A, B, C, D. That is, we
   begin with the low-order byte of A, and end with the high-order byte
   of D.

   This completes the description of MD5. A reference implementation in
   C is given in the appendix.

4. Summary

   The MD5 message-digest algorithm is simple to implement, and provides
   a "fingerprint" or message digest of a message of arbitrary length.
   It is conjectured that the difficulty of coming up with two messages
   having the same message digest is on the order of 2^64 operations,
   and that the difficulty of coming up with any message having a given
   message digest is on the order of 2^128 operations. The MD5 algorithm
   has been carefully scrutinized for weaknesses. It is, however, a
   relatively new algorithm and further security analysis is of course
   justified, as is the case with any new proposal of this sort.



양창민 부연설명
md5()는 절대 암호화가 아니다.
md5() 에서 md 의 뜻은 Message Digest, 즉
메시지변환하는 함수라는 뜻이다.
MySQL password() 도 마찬가지의 메시지변환 함수일 뿐이다.
암호화라는 것은 3DES나 RAS처럼 Key값에 의하여 Value값을 코드변환하여
Encrypted Result를 얻는 과정을 말한다.
즉, Key가 없으면 암호화라고 할 수 없는 것이다.
왜냐하면 Key가 없는 코드변환의 결과는 입력값이 같으면 항상 그 결과값이
같으므로 공개된 코드변환 알고리듬을 역으로 돌리면 디코딩이 된다.
물로, 프로그래머가 알고리듬의 천재라면 md()에 외부적으로 Key
형태의 알고리듬을 추가하여 암호화를 구현할 수도 있다.
그러나, md5()나 password()의 단순 형 변환은 그냥 일정한 자릿수 논리계산 법칙에 의하여 코드변환한 결과일 뿐이다.
메시지변환을 해서 오데다 쓰는가?
직관적으로 알아볼 수 없는 바이너리코드형태로 텍스트를 변환시킨다는
것으로써 get/post 과정에서 노출되는 텍스트, MySQL 테이블에서 노출되어
드러나는 패스워드를 1차적으로 위장하기 위한 목적으로 사용된다.
MySQL 암호화 어쩌구 하는데, MySQL 암호화 필드 저장을 위해서는
PHP에 추가 설치하는 암호화 라이브러리 팩이 따로 있다.
해당 라이브러리 팩을 설치하면 3DES 등 현존하는 대부분의 암호화 알고리듬을 구현할 수 있다. (PHP에 디폴트로 포함되지않으며 추가 다운로드 후 설치하여야 함)
md5()가 3DES네 RAS네 하는 부류가 아니다.


2002-02-06 16:03:49 이해도 향상을 위하여 내용 보충

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  Written date/time: 2002-02-05 09:42:03
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  COMPUTER - hardware, software, programming, flash, graphic, java, php
          GAME - diablo2, fortress2, starcraft
...............................................................................................................
  http://myhome.hananet.net/~changminyang
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