C语言中关于带密钥的md5算法库md5lib.h的使用说明
文章类别：
C语言程序设计 | 发表日期:2011-3-7 8:50:56
/* MD5lib.h - md5 library*/
/* 带密钥的md5算法库md5lib.h共有下列函数：
char* MDString （char *）；
输入任意一个字符串，经过md5算法处理后，返回结果：一个定长（32个字符）字符串
char* MDFile （char *）；
输入任意一个文件名，文件内容经过md5算法处理后，返回结果：一个定长（32个字符）字符串
char* hmac_md5（char* text, char* key）；
输入任意一个字符串text,和一个用做密钥的字符串key,经过hmac_md5算法处理，返回处理结果：一个定长字符串（32个字符）
具体使用方法可参考例子sample.c,其运行结果在本文后面。
注意在调用时需要添加头文件 #include "md5lib.h"
*/
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#define MD 5
/* GLOBAL.H - RSAREF types and constants
*/
/* PROTOTYPES should be set to one if and only if the compiler supports
function argument prototyping.
The following makes PROTOTYPES default to 0 if it has not already
been defined with C compiler flags.
*/
#ifndef PROTOTYPES
#define PROTOTYPES 0
#endif
/* POINTER defines a generic pointer type */
typedef unsigned char *POINTER;
/* UINT2 defines a two byte word */
typedef unsigned short int UINT2;
/* UINT4 defines a four byte word */
typedef unsigned long int UINT4;
/* PROTO_LIST is defined depending on how PROTOTYPES is defined above.
If using PROTOTYPES, then PROTO_LIST returns the list, otherwise it
returns an empty list.
*/
#if PROTOTYPES
#define PROTO_LIST（list） list
#else
#define PROTO_LIST（list） （）
#endif
/* Length of test block, number of test blocks.
*/
#define TEST_BLOCK_LEN 1000
#define TEST_BLOCK_COUNT 1000
/* Constants for MD5Transform routine.
*/
#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
char* MDString PROTO_LIST （（char *））；
char* MDFile PROTO_LIST （（char *））；
char* hmac_md5（char* text, char* key）；
typedef struct {
UINT4 state[4]; /* state （ABCD） */
UINT4 count[2]; /* number of bits, modulo 2^64 （lsb first） */
unsigned char buffer[64]; /* input buffer */
} MD5_CTX;
/*void MD5Init PROTO_LIST （（MD5_CTX *））；
void MD5Update PROTO_LIST
（（MD5_CTX *, unsigned char *, unsigned int））；
void MD5Final PROTO_LIST （（unsigned char [16], MD5_CT X *））；
static void MD5Transform PROTO_LIST （（UINT4 [4], unsigned char [64]））；
static void Encode PROTO_LIST
（（unsigned char *, UINT4 *, unsigned int））；
static void Decode PROTO_LIST
（（UINT4 *, unsigned char *, unsigned int））；
static void MD5_memcpy PROTO_LIST （（POINTER, POINTER, unsigned int））；
static void MD5_memset PROTO_LIST （（POINTER, int, unsigned int））；
*/
static unsigned char PADDING[64] = {
0x80, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
};
/* 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） + （UINT4）（ac）； （a） = ROTATE_LEFT （（a）， （s））； （a） += （b）；}
#define GG（a, b, c, d, x, s, ac） {（a） += G （（b）， （c）， （d）） + （x） + （UINT4）（ac）； （a） = ROTATE_LEFT （（a）， （s））； （a） += （b）；}
#define HH（a, b, c, d, x, s, ac） {（a） += H （（b）， （c）， （d）） + （x） + （UINT4）（ac）； （a） = ROTATE_LEFT （（a）， （s））； （a） += （b）；}
#define II（a, b, c, d, x, s, ac） {（a） += I （（b）， （c）， （d）） + （x） + （UINT4）（ac）； （a） = ROTATE_LEFT （（a）， （s））； （a） += （b）；}
void MD5Init （MD5_CTX *context）；
void MD5Update（MD5_CTX *context, unsigned char *input,unsigned int inputLen）；
void MD5Final （unsigned char digest[16], MD5_CTX *context）；
static void MD5Transform （UINT4 [4], unsigned char [64]） ;
static void Encode（unsigned char *, UINT4 *, unsigned int）；
static void Decode （UINT4 *, unsigned char *, unsigned int）；
static void MD5_memcpy（POINTER, POINTER, unsigned int）；
static void MD5_memset（POINTER, int, unsigned int）；
/* MD5 initialization. Begins an MD5 operation, writing a new context.
*/
void MD5Init （MD5_CTX *context）
/* context */
{
context->count[0] = context->count[1] = 0;
/* Load magic initialization constants.
*/
context->state[0] = 0x67452301;
context->state[1] = 0xefcdab89;
context->state[2] = 0x98badcfe;
context->state[3] = 0x10325476;
}
/* MD5 block update operation. Continues an MD5 message-digest
operation, processing another message block, and updating the
context.
*/
void MD5Update （MD5_CTX *context, unsigned char *input,unsigned int inputLen ）
/* context */
/* input block */
/* length of input block */
{
unsigned int i, index, partLen;
/* Compute number of bytes mod 64 */
index = （unsigned int）（（context->count[0] 》 3） & 0x3F）；
/* Update number of bits */
if （（context->count[0] += （（UINT4）inputLen 《 3））
< （（UINT4）inputLen 《 3））
context->count[1]++;
context->count[1] += （（UINT4）inputLen 》 29）；
partLen = 64 - index;
/* Transform as many times as possible.
*/
if （inputLen >= partLen） {
MD5_memcpy
（（POINTER）&context->buffer[index], （POINTER）input, partLen）；
MD5Transform （context->state, context->buffer）；
for （i = partLen; i + 63 < inputLen; i += 64）
MD5Transform （context->state, &input[i]）；
index = 0;
}
else
i = 0;
/* Buffer remaining input */
MD5_memcpy
（（POINTER）&context->buffer[index], （POINTER）&input[i],
inputLen-i）；
}
/* MD5 finalization. Ends an MD5 message-digest operation, writing the
the message digest and zeroizing the context.
*/
void MD5Final （unsigned char digest[16], MD5_CTX *context）
/* message digest */
/* context */
{
unsigned char bits[8];
unsigned int index, padLen;
/* Save number of bits */
Encode （bits, context->count, 8）；
/* Pad out to 56 mod 64.
*/
index = （unsigned int）（（context->count[0] 》 3） & 0x3f）；
padLen = （index < 56） ? （56 - index） : （120 - index）；
MD5Update （context,（unsigned char*） PADDING, padLen）；
/* Append length （before padding） */
MD5Update （context, bits, 8）；
/* Store state in digest */
Encode （digest, context->state, 16）；
/* Zeroize sensitive information.
*/
MD5_memset （（POINTER）context, 0, sizeof （*context））；
}
/* MD5 basic transformation. Transforms state based on block.
*/
static void MD5Transform （UINT4 state[4],
unsigned char block[64]） {
int i=0;
UINT4 a = state[0], b = state[1], c = state[2], d = state[3], x[16];
Decode （x, block, 64）；
/* 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, 0x2441453）； /* 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, 0x4881d05）； /* 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 */
state[0] += a;
state[1] += b;
state[2] += c;
state[3] += d;
/* Zeroize sensitive information.
*/
MD5_memset （（POINTER）x, 0, sizeof （x））；
}
/* Encodes input （UINT4） into output （unsigned char）。 Assumes len is
a multiple of 4.
*/
static void Encode （unsigned char *output,
UINT4 *input,
unsigned int len）
{
unsigned int i, j;
for （i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4） {
output[j] = （unsigned char）（input[i] & 0xff）；
output[j+1] = （unsigned char）（（input[i] 》 8） & 0xff）；
output[j+2] = （unsigned char）（（input[i] 》 16） & 0xff）；
output[j+3] = （unsigned char）（（input[i] 》 24） & 0xff）；
}
}
/* Decodes input （unsigned char） into output （UINT4）。 Assumes len is
a multiple of 4.
*/
static void Decode （UINT4 *output,
unsigned char *input,
unsigned int len）
{
unsigned int i, j;
for （i = 0, j = 0; j < len; i++, j += 4）
output[i] = （（UINT4）input[j]） | （（（UINT4）input[j+1]） 《 8） |
（（（UINT4）input[j+2]） 《 16） | （（（UINT4）input[j+3]） 《 24）；
}
/* Note: Replace "for loop" with standard memcpy if possible.
*/
static void MD5_memcpy （POINTER output,
POINTER input,
unsigned int len）
{
unsigned int i;
for （i = 0; i < len; i++）
output[i] = input[i];
}
/* Note: Replace "for loop" with standard memset if possible.
*/
static void MD5_memset （POINTER output,
int value,
unsigned int len）
{
unsigned int i;
for （i = 0; i < len; i++）
（（char *）output）[i] = （char）value;
}
/* Digests a string and prints the result.
*/
char* MDString （char *string）
{
MD5_CTX context;
unsigned char digest[16];
char output1[32];
static char output[33]={""};
unsigned int len = strlen （string）；
int i;
MD5Init （&context）；
MD5Update （&context, （unsigned char*）string, len）；
MD5Final （digest, &context）；
for （i = 0; i < 16; i++）
{sprintf（&（output1[2*i]），"%02x",（unsigned char）digest[i]）；
sprintf（&（output1[2*i+1]），"%02x",（unsigned char）（digest[i]《4））；
}
for（i=0;i<32;i++）
output[i]=output1[i];
return output;
}
/* Digests a file and prints the result.
*/
char* MDFile （char *filename）
{ static char output[33]={""};
FILE *file;
MD5_CTX context;
int len;
unsigned char buffer[1024], digest[16];
int i;
char output1[32];
if （（file = fopen （filename, "rb"）） == NULL）
{ printf （"%s can't be openedn", filename）；
return 0;
}
else {
MD5Init （&context）；
while （len = fread （buffer, 1, 1024, file））
MD5Update （&context, buffer, len）；
MD5Final （digest, &context）；
fclose （file）；
for （i = 0; i < 16; i++）
{sprintf（&（output1[2*i]），"%02x",（unsigned char）digest[i]）；
sprintf（&（output1[2*i+1]），"%02x",（unsigned char）（digest[i]《4））；
}
for（i=0;i<32;i++）
output[i]=output1[i];
return output;
}
}
char* hmac_md5（char* text,char* key）
{
char digest[16];
char output1[32];
static char output[33]={""};
MD5_CTX context;
unsigned char k_ipad[65]; /* inner padding -
* key XORd with ipad
*/
unsigned char k_opad[65]; /* outer padding -
* key XORd with opad
*/
unsigned char tk[16];
int i;
int text_len = strlen （text）；
int key_len=strlen（key）；
/* if key is longer than 64 bytes reset it to key=MD5（key） */
if （key_len > 64） {
MD5_CTX tctx;
MD5Init（&tctx）；
MD5Update（&tctx,（unsigned char*） key, key_len）；
MD5Final（tk, &tctx）；
key = （char*）tk;
key_len = 16;
}
/*
* the HMAC_MD5 transform looks like:
*
* MD5（K XOR opad, MD5（K XOR ipad, text））
*
* where K is an n byte key
* ipad is the byte 0x36 repeated 64 times
* opad is the byte 0x5c repeated 64 times
* and text is the data being protected
*/
/* start out by storing key in pads */
/*bzero（ k_ipad, sizeof k_ipad）；
bzero（ k_opad, sizeof k_opad）；
*/
for（i=0;i<65;i++）
k_ipad[i]=（unsigned char）0;
for（i=0;i<65;i++）
k_opad[i]=（unsigned char）0;
/*bcopy（ key, k_ipad, key_len）；
bcopy（ key, k_opad, key_len）；
*/
for（i=0;i<key_len;i++）
{k_ipad[i]=（unsigned char）key[i];
k_opad[i]=（unsigned char）key[i];
}
/* XOR key with ipad and opad values */
for （i=0; i<64; i++） {
k_ipad[i] ^= 0x36;
k_opad[i] ^= 0x5c;
}
/*
* perform inner MD5
*/
MD5Init（&context）； /* init context for 1st
* pass */
MD5Update（&context, k_ipad, 64）； /* start with inner pad */
MD5Update（&context, （unsigned char*）text, text_len）； /* then text of datagram
*/
MD5Final（（unsigned char*）digest, &context）； /* finish up 1st pass */
/*
* perform outer MD5
*/
MD5Init（&context）； /* init context for 2nd
* pass */
MD5Update（&context, k_opad, 64）； /* start with outer pad */
MD5Update（&context,（unsigned char*） digest, 16）； /* then results of 1st
* hash */
MD5Final（（unsigned char*）digest, &context）； /* finish up 2nd pass */
for （i = 0; i < 16; i++）
{sprintf（&（output1[2*i]），"%02x",（unsigned char）digest[i]）；
sprintf（&（output1[2*i+1]），"%02x",（unsigned char）（digest[i]《4））；
}
for（i=0;i<32;i++）
output[i]=output1[i];
return output;
}
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