MD5：历史、用途与失效原因
了解 MD5 的内部原理以及使其退出历史舞台的碰撞攻击
MD5：历史、用途与失效原因 是 CoddyKit 上的免费 Cryptology Academy 课时。 这是第 2 节课，共 4 节。 你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。 这是 Cryptology Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Cryptology Academy 课程共包含 4 节课。
欢迎
MD5 曾经是使用最广泛的哈希函数。如今，就安全用途而言，它已经完全失效。让我们了解它为何失效，以及问题出在哪里。
MD5 概述
MD5（消息摘要 5）由 Ron Rivest 于 1991 年设计。它会生成 128 位（16 字节）的哈希值。输出示例：MD5('hello') = 5d41402abc4b2a76b9719d911017c592
MD5 算法结构
MD5 使用 512 位数据块的 Merkle-Damgård 构造。每个数据块会经过 4 轮处理，每轮包含 16 个运算。这些运算使用按位 AND、OR、XOR、NOT、加法和左旋转。
Python 中的 MD5
import hashlib
hash = hashlib.md5(b'hello').hexdigest()
print(hash) # 5d41402abc4b2a76b9719d911017c592
print(len(hash)) # 32 个十六进制字符 = 128 位
历史用途
MD5 曾用于：文件完整性验证、密码存储、SSL 证书、数字签名和代码签名。它的速度很快，因此曾广受欢迎。
首次突破：差分攻击 1996
1996 年，Hans Dobbertin 在 MD5 的压缩函数中发现了碰撞。这是一个警示信号，但 MD5 仍被广泛使用了多年。
完整碰撞：Wang 等人 2004
2004 年，Xiaoyun Wang 的团队在几秒内找到了完整的 MD5 碰撞。两个不同的文件现在可以计算出相同的值。对于抗碰撞性而言，MD5 正式宣告失效。
Flame 恶意软件（2012）
Flame 恶意软件利用 MD5 碰撞伪造了 Microsoft 的代码签名证书。它使恶意软件看起来像是由 Microsoft 合法签名的。
MD5 的非安全用途
MD5 仍可用于非安全校验和（在不担心碰撞攻击时验证文件下载）以及非密码学哈希表。但绝不要将其用于安全用途。
密码存储失败
MD5 密码可以轻易破解：针对 MD5 哈希的海量彩虹表已经存在。未加盐的 MD5('password') 始终得到相同的哈希。CrackStation 每秒可以破解数十亿个。
迁移离开 MD5
请将 MD5 替换为 SHA-256（通用完整性校验）、SHA-3（新设计）、bcrypt/Argon2（密码）或 HMAC-SHA256（消息认证）。没有例外。
快速检查
为什么 MD5 被弃用于安全用途？
回顾
MD5 已不适合用于安全场景。接下来我们将学习 SHA-1 和 SHA-2 系列，了解后续出现的改进。
常见问题解答
「MD5：历史、用途与失效原因」课时是免费的吗？
是的 — 「MD5：历史、用途与失效原因」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 Cryptology Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 Cryptology Academy 课程共包含 4 节课。
「MD5：历史、用途与失效原因」这节课中我会学到什么？
了解 MD5 的内部原理以及使其退出历史舞台的碰撞攻击 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Cryptology Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。
学习 Cryptology Academy 需要有经验吗？
无需任何先前经验。CoddyKit 上的 Cryptology Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。 这是第 2 节课，共 4 节。
「MD5：历史、用途与失效原因」课时需要多长时间？
大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。
我能在这节 Cryptology Academy 课中编写并运行代码吗？
能。每节 Cryptology Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。
此课程中的所有课时
- 优秀哈希函数的特征
- MD5：历史、用途与失效原因
- SHA-1 与 SHA-2 系列详解
- 哈希应用：校验和、HMAC 与 Git