MD5パッディングとリトルエンディアン

Question

自分でMD5アルゴリズムを再作成しようとしています。 私はアルゴリズムを正しく取得できないようです。私は にパディングとエンディアンに問題があるようです。

#include <stdio.h> 
#include <stdint.h> 

/* F, G, H and I are basic MD5 functions. 
*/ 
#define F(x, y, z) (((x) & (y)) | ((~x) & (z))) 
#define G(x, y, z) (((x) & (z)) | ((y) & (~z))) 
#define H(x, y, z) ((x)^(y)^(z)) 
#define I(x, y, z) ((y)^((x) | (~z))) 

/* ROTATE_LEFT rotates x left n bits. 
*/ 
#define ROTATE_LEFT(x, n) (((x) << (n)) | ((x) >> (32-(n)))) 

/* FF, GG, HH, and II transformations for rounds 1, 2, 3, and 4. 
Rotation is separate from addition to prevent recomputation. 
*/ 
#define FF(a, b, c, d, x, s, ac) { \ 
(a) += F ((b), (c), (d)) + (x) + (uint32_t)(ac); \ 
(a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \ 
(a) += (b); \ 
    } 
#define GG(a, b, c, d, x, s, ac) { \ 
(a) += G ((b), (c), (d)) + (x) + (uint32_t)(ac); \ 
(a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \ 
(a) += (b); \ 
    } 
#define HH(a, b, c, d, x, s, ac) { \ 
(a) += H ((b), (c), (d)) + (x) + (uint32_t)(ac); \ 
(a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \ 
(a) += (b); \ 
    } 
#define II(a, b, c, d, x, s, ac) { \ 
(a) += I ((b), (c), (d)) + (x) + (uint32_t)(ac); \ 
(a) = ROTATE_LEFT ((a), (s)); \ 
(a) += (b); \ 
    } 

#define S11 7 
#define S12 12 
#define S13 17 
#define S14 22 
#define S21 5 
#define S22 9 
#define S23 14 
#define S24 20 
#define S31 4 
#define S32 11 
#define S33 16 
#define S34 23 
#define S41 6 
#define S42 10 
#define S43 15 
#define S44 21 

void MD5_hash(uint32_t *message, uint32_t *digest) { 
const uint32_t d0 = 0x67452301; 
const uint32_t d1 = 0xEFCDAB89; 
const uint32_t d2 = 0x98BADCFE; 
const uint32_t d3 = 0x10325476; 

uint32_t a, b, c, d, *x; 

a = d0; 
b = d1; 
c = d2; 
d = d3; 

x = message; 

/* Round 1 */ 
FF (a, b, c, d, x[ 0], S11, 0xd76aa478); /* 1 */ 
FF (d, a, b, c, x[ 1], S12, 0xe8c7b756); /* 2 */ 
FF (c, d, a, b, x[ 2], S13, 0x242070db); /* 3 */ 
FF (b, c, d, a, x[ 3], S14, 0xc1bdceee); /* 4 */ 
FF (a, b, c, d, x[ 4], S11, 0xf57c0faf); /* 5 */ 
FF (d, a, b, c, x[ 5], S12, 0x4787c62a); /* 6 */ 
FF (c, d, a, b, x[ 6], S13, 0xa8304613); /* 7 */ 
FF (b, c, d, a, x[ 7], S14, 0xfd469501); /* 8 */ 
FF (a, b, c, d, x[ 8], S11, 0x698098d8); /* 9 */ 
FF (d, a, b, c, x[ 9], S12, 0x8b44f7af); /* 10 */ 
FF (c, d, a, b, x[10], S13, 0xffff5bb1); /* 11 */ 
FF (b, c, d, a, x[11], S14, 0x895cd7be); /* 12 */ 
FF (a, b, c, d, x[12], S11, 0x6b901122); /* 13 */ 
FF (d, a, b, c, x[13], S12, 0xfd987193); /* 14 */ 
FF (c, d, a, b, x[14], S13, 0xa679438e); /* 15 */ 
FF (b, c, d, a, x[15], S14, 0x49b40821); /* 16 */ 

/* Round 2 */ 
GG (a, b, c, d, x[ 1], S21, 0xf61e2562); /* 17 */ 
GG (d, a, b, c, x[ 6], S22, 0xc040b340); /* 18 */ 
GG (c, d, a, b, x[11], S23, 0x265e5a51); /* 19 */ 
GG (b, c, d, a, x[ 0], S24, 0xe9b6c7aa); /* 20 */ 
GG (a, b, c, d, x[ 5], S21, 0xd62f105d); /* 21 */ 
GG (d, a, b, c, x[10], S22, 0x02441453); /* 22 */ 
GG (c, d, a, b, x[15], S23, 0xd8a1e681); /* 23 */ 
GG (b, c, d, a, x[ 4], S24, 0xe7d3fbc8); /* 24 */ 
GG (a, b, c, d, x[ 9], S21, 0x21e1cde6); /* 25 */ 
GG (d, a, b, c, x[14], S22, 0xc33707d6); /* 26 */ 
GG (c, d, a, b, x[ 3], S23, 0xf4d50d87); /* 27 */ 
GG (b, c, d, a, x[ 8], S24, 0x455a14ed); /* 28 */ 
GG (a, b, c, d, x[13], S21, 0xa9e3e905); /* 29 */ 
GG (d, a, b, c, x[ 2], S22, 0xfcefa3f8); /* 30 */ 
GG (c, d, a, b, x[ 7], S23, 0x676f02d9); /* 31 */ 
GG (b, c, d, a, x[12], S24, 0x8d2a4c8a); /* 32 */ 

/* Round 3 */ 
HH (a, b, c, d, x[ 5], S31, 0xfffa3942); /* 33 */ 
HH (d, a, b, c, x[ 8], S32, 0x8771f681); /* 34 */ 
HH (c, d, a, b, x[11], S33, 0x6d9d6122); /* 35 */ 
HH (b, c, d, a, x[14], S34, 0xfde5380c); /* 36 */ 
HH (a, b, c, d, x[ 1], S31, 0xa4beea44); /* 37 */ 
HH (d, a, b, c, x[ 4], S32, 0x4bdecfa9); /* 38 */ 
HH (c, d, a, b, x[ 7], S33, 0xf6bb4b60); /* 39 */ 
HH (b, c, d, a, x[10], S34, 0xbebfbc70); /* 40 */ 
HH (a, b, c, d, x[13], S31, 0x289b7ec6); /* 41 */ 
HH (d, a, b, c, x[ 0], S32, 0xeaa127fa); /* 42 */ 
HH (c, d, a, b, x[ 3], S33, 0xd4ef3085); /* 43 */ 
HH (b, c, d, a, x[ 6], S34, 0x04881d05); /* 44 */ 
HH (a, b, c, d, x[ 9], S31, 0xd9d4d039); /* 45 */ 
HH (d, a, b, c, x[12], S32, 0xe6db99e5); /* 46 */ 
HH (c, d, a, b, x[15], S33, 0x1fa27cf8); /* 47 */ 
HH (b, c, d, a, x[ 2], S34, 0xc4ac5665); /* 48 */ 

/* Round 4 */ 
II (a, b, c, d, x[ 0], S41, 0xf4292244); /* 49 */ 
II (d, a, b, c, x[ 7], S42, 0x432aff97); /* 50 */ 
II (c, d, a, b, x[14], S43, 0xab9423a7); /* 51 */ 
II (b, c, d, a, x[ 5], S44, 0xfc93a039); /* 52 */ 
II (a, b, c, d, x[12], S41, 0x655b59c3); /* 53 */ 
II (d, a, b, c, x[ 3], S42, 0x8f0ccc92); /* 54 */ 
II (c, d, a, b, x[10], S43, 0xffeff47d); /* 55 */ 
II (b, c, d, a, x[ 1], S44, 0x85845dd1); /* 56 */ 
II (a, b, c, d, x[ 8], S41, 0x6fa87e4f); /* 57 */ 
II (d, a, b, c, x[15], S42, 0xfe2ce6e0); /* 58 */ 
II (c, d, a, b, x[ 6], S43, 0xa3014314); /* 59 */ 
II (b, c, d, a, x[13], S44, 0x4e0811a1); /* 60 */ 
II (a, b, c, d, x[ 4], S41, 0xf7537e82); /* 61 */ 
II (d, a, b, c, x[11], S42, 0xbd3af235); /* 62 */ 
II (c, d, a, b, x[ 2], S43, 0x2ad7d2bb); /* 63 */ 
II (b, c, d, a, x[ 9], S44, 0xeb86d391); /* 64 */ 

a += d0; 
b += d1; 
c += d2; 
d += d3; 

digest[0] = a; 
digest[1] = b; 
digest[2] = c; 
digest[3] = d; 
} 

int main(void) { 
uint32_t message[16], digest[4]; 

message[0] = 0x61800000; 
message[1] = 0x00000000; 
message[2] = 0x00000000; 
message[3] = 0x00000000; 
message[4] = 0x00000000; 
message[5] = 0x00000000; 
message[6] = 0x00000000; 
message[7] = 0x00000000; 
message[8] = 0x00000000; 
message[9] = 0x00000000; 
message[10] = 0x00000000; 
message[11] = 0x00000000; 
message[12] = 0x00000000; 
message[13] = 0x00000000; 
message[14] = 0x08000000; 
message[15] = 0x00000000; 

digest[0] = 0x00000000; 
digest[1] = 0x00000000; 
digest[2] = 0x00000000; 
digest[3] = 0x00000000; 

MD5_hash(message, digest); 

printf("%08X %08X %08X %08X\n", digest[0], digest[1], digest[2], digest[3]); 
} 

上記のコードは私の実装です。さて、私の質問は、どのように私は特定のメッセージを埋めるのですか？例えば、私のメッセージが 'a'なら、メッセージは0x61800000 ... 08000000000000です。これは正しいです？ （メッセージ[0] = 0x61800000 ...メッセージ[14] = 0x08000000、メッセージ[15] = 0x000000000）。私は、私のエンディアンやパディングの指示の解釈が間違っていると思います。誰でも私を教えてくれますか？

（上記コードの出力は、5058CD0E 2476E559 CF86AEA4 8A173599）です。

Answer 1

私は自分の実装を行い、実装時に同じ壁/障害物に当たった。

A +パディングは0x61800000ですが、長さの表示に使用される64ビットはビッグエンディアン形式です。従って、これらの64ビットのうち、最後の4バイトはゼロであり、それらの前の4バイトはメッセージバイト* 8ビットの長さを含み、最下位ビットは最上位ビットに先行する。

MD5ハッシュのRFC標準からコピーしたコードに関するもう1つの問題。 MD5Transform関数は、データをchar配列形式（左から右）でコピーし、32ビット整数（リトルエンディアン）形式でパックする必要があります。計算サイクルを実行した後、（リトルエンディアン）32ビット整数の結果をchar配列形式に変換する必要があります。これは、MD5Transformの最初の呼び出しで行われたエンコード手順を逆にする必要があります。

これが役に立ちます。

Answer 2

私は最近、MD5の実装に関して同様の問題を抱えていました。 Windowsまたはリトルエンディアンを使用する別のOSを使っているのであれば、これを試してみてください。

message[0] = 0x00008061; 
message[1] = 0x00000000; 
message[2] = 0x00000000; 
message[3] = 0x00000000; 
message[4] = 0x00000000; 
message[5] = 0x00000000; 
message[6] = 0x00000000; 
message[7] = 0x00000000; 
message[8] = 0x00000000; 
message[9] = 0x00000000; 
message[10] = 0x00000000; 
message[11] = 0x00000000; 
message[12] = 0x00000000; 
message[13] = 0x00000000; 
message[14] = 0x00000008; 
message[15] = 0x00000000; 

これは（それは確かにそうであるならば）、あなただけの問題ではないかもしれません。私はあなたのビッグエンディアンのパディングを正しいMD5アルゴリズム（リトルエンディアンのパディングで正しい出力を与えることが確認されています）でリトルエンディアンのOSで試してみました。これは私に次の出力を与えます：0ecd585059e57624a4ae86cf9935178aこれはおそらくあなたあなたのアルゴリズムをもう一度見直さなければなりません。