在下載檔案或閱讀技術文章時，您是否遇過“MD5”這個術語？也許您注意到類似“MD5校驗和”的內容，但不確定其含義以及MD5是什麼。別擔心，本文將以最簡單的方式為您詳細解釋。
什麼是MD5？
MD5代表消息摘要算法5。它是一種密碼雜湊函數，聽起來可能非常技術化，但實際上是什麼呢？MD5將任何數據塊（無論是文本文件、圖像，甚至是完整電影）轉換為固定長度的數字和字母字符串。可以將其想象為數據的數字指紋。無論輸入的大小如何，輸出始終具有相同的長度。
例如：
短語“你好，世界！”可能會轉換為以下MD5雜湊：
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為什麼會創造MD5？
MD5是由著名的密碼學家羅納德·里維斯特在1991年發明的。當時，互聯網剛剛開始發展，人們需要一種方式來確保其數據的完整性。想像一下，您向世界另一端的朋友發送文件。他們如何確保文件在傳輸過程中未被損壞或篡改？這就是MD5的用途。
通過比較原始文件的雜湊值與接收文件的雜湊值，您可以輕鬆驗證兩者是否相同。即使一個字節發生變化，雜湊值也會完全不同。
MD5是如何工作的？
MD5，或者稱為消息摘要算法5，類似於數據的數字指紋生成器。它接受任何輸入，無論是一個小文本片段、一張照片，還是一個龐大的文檔，并生成一個固定大小、獨特的雜湊值。但是在幕後它是如何運作的呢？答案在這裡：
從您的數據開始
第一步很簡單：您提供MD5要處理的內容。這可以是任何類型的數據，可以將其視為將原料放入攪拌機。它可以是一封簡短的電子郵件、一個龐大的視頻文件，甚至只是一個單詞。無論輸入的大小或類型如何，MD5都會以相同的方式處理它。
分解
一旦數據輸入，MD5會將其分成更小、可管理的塊，稱為塊。每個塊為512位（即64字節）。如果您的輸入不完全適應這些塊，不用擔心，MD5會添加一些填充以使其正常工作。這就像切片麵包一樣；即使麵包不是完美大小，您也會調整最後一片以適應。
設置引擎
在幕後，MD5有自己的“引擎”準備進行計算。它使用四個固定值，稱為狀態變量。可以將它們視為MD5在處理數據時跟踪進度的佔位符。這些初始值是常數，經過精心選擇以啟動進程。
混合
這裡才是真正的樂趣所在。每個512位塊都經歷一系列複雜的操作：數學函數、位移等。想像一下將成分放入攪拌機，但攪拌機不僅僅是混合，它會執行各種複雜的技巧：翻轉位、以意想不到的方式組合它們，將所有東西混合在一起。
經過這一步，塊看起來與您最初開始的原始數據完全不同。這個過程對每個塊重複，直到所有輸入被處理。
最終雜湊值
一旦每個塊都經過處理，MD5會生成最終輸出：一個128位雜湊值。不要讓名稱嚇到您，它只是一個固定長度的結果，通常顯示為一個32字符的字符串。例如：
這裡有一個類比：想像一台將您的數據切割成獨特圖案的碎紙機。幾乎不可能從這些小碎片中重新創建原始數據，但您仍然可以識別這個圖案是獨特的。
MD5的常見用途
儘管對某些任務而言已被視為過時，但在某些領域中仍廣泛使用MD5。以下是一些示例：
文件驗證：
在下載軟件時，您可能會看到開發人員提供的MD5雜湊值。下載後，您可以對文件運行MD5檢查。如果雜湊值匹配，則說明文件未被篡改。
密碼存儲（歷史上）：
在過去，網站使用MD5存儲密碼的雜湊版本。它不像安全的密碼管理器，而是保存其雜湊值。這樣，即使黑客訪問數據庫，他們也不會立即看到明文密碼。
數據完整性檢查：
對於大數據傳輸，經常使用MD5來確保過程中沒有發生損壞。如果發送方的雜湊與接收方的雜湊匹配，則數據完整。
MD5的問題
儘管MD5聽起來很有用，但它有一個主要缺陷：它的安全性有待商榷。為什麼呢？因為黑客已開發出逆向工程或“破解”MD5雜湊的技術。這意味著MD5不再適用於像密碼保護或加密敏感數據等任務。
例如，一種稱為碰撞的方法允許兩個完全不同的輸入生成相同的雜湊。這破壞了MD5依賴的“唯一指紋”概念。
MD5對於文件驗證等任務效率很高，但在數據傳輸過程中無法防止截取。這就是VPN派上用場的地方。通過使用閃連VPN，您可以加密您的互聯網連接，確保傳輸的任何數據 – 包括具有MD5雜湊驗證的文件 – 不受窺探。
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如果MD5存在缺陷，為什麼仍然廣泛使用？
儘管MD5不適用於加密任務，但對於不涉及安全性的任務來說，它仍然快速高效。例如：
- 驗證文件完整性
- 檢查數據庫中數據的一致性
- 在數據傳輸過程中進行輕量級錯誤檢測。
將MD5視為一種舊而可靠的工具，非常適合簡單任務，但不再適用於處理重要的安全任務。
MD5的替代方案
如果涉及敏感信息，您應該使用更強大的雜湊算法。一些現代的替代方案包括：
- SHA-256（安全雜湊算法）：更強大且廣泛使用的算法。
- Bcrypt：專門設計用於密碼雜湊。
- Argon2：用於安全密碼存儲的尖端算法。
這些方法提供更好的防護，推薦用於大多數安全關鍵應用程序。
結論：您應該使用MD5嗎？
MD5在其時代是一項開創性的發明，但其局限性使其不適合現代安全需求。儘管如此，它仍然是驗證文件或確保數據完整性等任務的可靠工具。將MD5視為一把基本的鎖 – 對於日常使用來說很好，但對於關鍵任務來說不夠安全。
所以，下次您在下載文件時看到“MD5校驗和”，您將準確知道其含義，甚至可能感覺自己有點懂技術了！
