MD5 摘要算法详解

1. MD5 是什么？

MD5（Message-Digest Algorithm 5）是一种哈希算法，它把任意长度的数据（如字符串、文件）转换成固定长度的 128 位（16 字节）哈希值，通常用 32 位十六进制字符串 表示。

示例：

import hashlib
md5_hash = hashlib.md5(b"hello").hexdigest()
print(md5_hash)  # 输出：5d41402abc4b2a76b9719d911017c592

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2. MD5 的特点

• 固定长度输出：不管输入多大，MD5 始终输出 32 个字符的十六进制字符串。
• 不可逆：无法从 MD5 哈希值反推出原始数据（不是加密，是摘要）。
• 雪崩效应：输入稍有变化，MD5 值完全不同。

  hashlib.md5(b"hello").hexdigest()   # 5d41402abc4b2a76b9719d911017c592
  hashlib.md5(b"hello1").hexdigest()  # 6f9b9af3cd6e8b8a73c2cdced37fe9f8
  

• 不唯一：不同数据可能生成相同 MD5（碰撞），但概率极低。

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3. MD5 的常见用途

1. 文件完整性校验

   • 检查下载的文件是否被篡改（对比 MD5 值）。
   • 示例（Linux）：

     md5sum filename.txt
     

2. 缓存 Key 生成

   • 用 MD5 哈希值作为唯一标识（如 Redis 缓存 Key）。

3. 旧系统密码存储（已不安全）

   • 早期系统存储密码的 MD5 值（现在不推荐！）。

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4. MD5 的安全问题

• 碰撞攻击：可以人为制造不同数据生成相同 MD5（已被破解）。
• 彩虹表攻击：黑客预先计算常见数据的 MD5，反向查原始数据。

安全替代方案：

• 密码存储 → bcrypt、PBKDF2、Argon2（加盐+慢哈希）。
• 数据校验 → SHA-256、SHA-3。

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5. 代码示例（Python）

import hashlib

# 计算字符串 MD5
text = "hello"
md5_hash = hashlib.md5(text.encode()).hexdigest()
print(f"MD5: {md5_hash}")

# 计算文件 MD5
def get_file_md5(filename):
    with open(filename, "rb") as f:
        return hashlib.md5(f.read()).hexdigest()
print(get_file_md5("data.txt"))

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6. 总结

• 能用 MD5 的场景：非安全用途（如缓存 Key、文件校验）。
• 不能用 MD5 的场景：密码存储、数字签名。
• 替代方案：SHA-256（安全）、bcrypt（密码存储）。

一句话：MD5 适合快速计算哈希，但不安全，关键场景换 SHA-256！