MD5 消息加密算法是一种广泛使用的散列函数，可产生 128 位散列值。MD5 由罗纳德-里维斯特于 1991 年设计，以取代早期的哈希函数 MD4，并于 1992 年作为 RFC 1321 指定。
MD5 可用作校验和，以验证数据的完整性，防止意外损坏。在历史上，MD5 曾被广泛用作加密哈希函数，但后来发现它存在大量漏洞。它仍然适用于其他非加密用途，例如确定分区数据库中特定密钥的分区，而且由于其计算要求低于最新的安全散列算法，因此可能更受青睐。
MD5 摘要已广泛应用于软件领域，为传输的文件是否完好无损提供了某种保证。例如，文件服务器通常会为文件提供一个预先计算好的 MD5（称为 md5sum）校验和，这样用户就可以将下载文件的校验和与之进行比较。大多数基于 unix 的操作系统都在其发行包中包含了 MD5 和实用程序；Windows 用户可以使用随附的 PowerShell 函数 "Get-FileHash"、安装 Microsoft 实用程序或使用第三方应用程序。安卓 ROM 也使用这种类型的校验和。
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消息分割（Padding）： 首先，SparkMD5 会将输入数据（文件或文本）划分为一个或多个 512 位的数据块（64字节），并且填充数据块，以确保其长度是 512 位的整数倍。这个过程称为"填充"。
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初始化 Hash 值： 然后，SparkMD5 初始化四个 32 位的寄存器（A、B、C 和 D）为特定的常量。这些寄存器将被用于存储中间的和最终的 MD5 散列值。
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主循环（Main Loop）： 主要的计算步骤是 MD5 主循环，它在每个数据块上执行。主循环有64轮，每轮的操作都是相似的，但使用不同的位操作和常数。
- 初始化寄存器： 在MD5算法开始计算之前，需要初始化四个32位的寄存器（A、B、C和D）。这些寄存器用于存储中间结果和最终的MD5散列值。
- 数据块处理： MD5将输入数据分为512位（64字节）的块，并在每个块上执行相同的操作。这个块首先被分为16个32位的子块（每个子块4字节）。然后，主循环对这16个子块进行64轮操作。
- 按位运算： 在每轮中，MD5使用不同的位运算操作来混合数据。这些操作包括逻辑与（AND）、逻辑或（OR）、逻辑异或（XOR）等。这些位运算操作在每轮中以不同的顺序和规则执行。
- 位移操作： MD5还执行了位移操作，将32位寄存器的内容向左或向右移动。这些位移操作也在每轮中以不同的规则执行。
- 加法操作： 在每轮中，MD5使用一个特定的常数值，并将其与寄存器中的值相加，以更新寄存器的值。
- 轮循环： 这些操作在主循环中重复64次，每轮都使用不同的常数值和规则。
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连接 Hash 值： 最后，将四个寄存器的值连接起来，得到 128 位（16 字节）的 MD5 散列。
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输出散列值： 最终的 MD5 散列值被返回，供用户使用或存储。
伪代码
定义两个数组 s 和 K，s 数组包含64个32位整数，用于表示每轮的位移量。K 数组包含64个32位整数，用作每轮的常数
var int s[64], K[64]
var int i
定义一个名为 s 的数组，其中包含了每轮中的位移量。在 MD5 算法中，每一轮都需要对数据进行一系列的位运算操作，包括左循环位移（左旋）操作。这些位移操作是 MD5 算法的关键组成部分，它们决定了每一轮中数据如何被重排和混合。
s[ 0..15] := { 7, 12, 17, 22, 7, 12, 17, 22, 7, 12, 17, 22, 7, 12, 17, 22 }
s[16..31] := { 5, 9, 14, 20, 5, 9, 14, 20, 5, 9, 14, 20, 5, 9, 14, 20 }
s[32..47] := { 4, 11, 16, 23, 4, 11, 16, 23, 4, 11, 16, 23, 4, 11, 16, 23 }
s[48..63] := { 6, 10, 15, 21, 6, 10, 15, 21, 6, 10, 15, 21, 6, 10, 15, 21 }
生成 MD5 算法中每一轮使用的常数值，这些常数值在主循环中用于计算中间结果。MD5 算法的主循环总共有64轮，每一轮使用不同的常数值。
代码使用正弦函数 sin(i + 1) 来生成常数值。这里 i 表示循环的迭代次数，从0到63。abs 函数用于获取绝对值，floor 用于将结果向下取整。通过这种方式，生成了64个常数值，每个都是一个32位整数。
for i from 0 to 63 do
K[i] := floor(232 × abs(sin(i + 1)))
end for
预先计算了常数值的表格形式，分为16组，每组包含4个常数值。这些常数值是固定的
K[ 0.. 3] := { 0xd76aa478, 0xe8c7b756, 0x242070db, 0xc1bdceee }
K[ 4.. 7] := { 0xf57c0faf, 0x4787c62a, 0xa8304613, 0xfd469501 }
K[ 8..11] := { 0x698098d8, 0x8b44f7af, 0xffff5bb1, 0x895cd7be }
K[12..15] := { 0x6b901122, 0xfd987193, 0xa679438e, 0x49b40821 }
K[16..19] := { 0xf61e2562, 0xc040b340, 0x265e5a51, 0xe9b6c7aa }
K[20..23] := { 0xd62f105d, 0x02441453, 0xd8a1e681, 0xe7d3fbc8 }
K[24..27] := { 0x21e1cde6, 0xc33707d6, 0xf4d50d87, 0x455a14ed }
K[28..31] := { 0xa9e3e905, 0xfcefa3f8, 0x676f02d9, 0x8d2a4c8a }
K[32..35] := { 0xfffa3942, 0x8771f681, 0x6d9d6122, 0xfde5380c }
K[36..39] := { 0xa4beea44, 0x4bdecfa9, 0xf6bb4b60, 0xbebfbc70 }
K[40..43] := { 0x289b7ec6, 0xeaa127fa, 0xd4ef3085, 0x04881d05 }
K[44..47] := { 0xd9d4d039, 0xe6db99e5, 0x1fa27cf8, 0xc4ac5665 }
K[48..51] := { 0xf4292244, 0x432aff97, 0xab9423a7, 0xfc93a039 }
K[52..55] := { 0x655b59c3, 0x8f0ccc92, 0xffeff47d, 0x85845dd1 }
K[56..59] := { 0x6fa87e4f, 0xfe2ce6e0, 0xa3014314, 0x4e0811a1 }
K[60..63] := { 0xf7537e82, 0xbd3af235, 0x2ad7d2bb, 0xeb86d391 }
这四个变量是32位整数，它们分别代表MD5算法中的四个寄存器 A、B、C 和 D 的初始值。这些寄存器将用于存储中间的和最终的MD5散列值。
这里的寄存器，可以简单视为用于存储中间计算结果的地方，临时存储计算中的数据，随着算法的执行，它们的值会不断更新，最终用于生成 MD5 散列值。
var int a0 := 0x67452301 // A
var int b0 := 0xefcdab89 // B
var int c0 := 0x98badcfe // C
var int d0 := 0x10325476 // D
首先，在消息的末尾添加一个 "1" 位，以指示消息的结束。这是 MD5 算法的一部分，用于标记消息的末尾。
"消息" 指的是要计算 MD5 散列值的输入数据。在 MD5 算法中，这个输入数据通常是一个二进制消息，可以是任意长度的二进制数据等等。
append "1" bit to message<
接下来，根据规定，添加足够的 "0" 位，直到消息的总位数满足模 512 后余数等于 448。这确保了消息的长度满足 MD5 算法的要求。如果消息的长度已经满足这个条件，那么就不需要填充。
append "0" bit until message length in bits ≡ 448 (mod 512)
最后，将原始消息的长度（以位为单位）对 2^64 取模的结果附加到消息的末尾。这一步保留了消息的原始长度信息，以便在计算中使用。
append original length in bits mod 264 to message
这是MD5算法的核心，它包括64轮的操作，每轮都使用不同的位运算规则。在每轮中，根据不同的条件，选择适当的位运算和常数。这些操作包括逻辑与、逻辑或、逻辑异或、位移操作和加法操作。主循环根据不同的轮数，选择不同的位运算规则和常数，然后更新寄存器的值。
for each 512-bit chunk of padded message do
break chunk into sixteen 32-bit words M[j], 0 ≤ j ≤ 15
// Initialize hash value for this chunk:
var int A := a0
var int B := b0
var int C := c0
var int D := d0
// Main loop:
for i from 0 to 63 do
var int F, g
if 0 ≤ i ≤ 15 then
F := (B and C) or ((not B) and D)
g := i
else if 16 ≤ i ≤ 31 then
F := (D and B) or ((not D) and C)
g := (5×i + 1) mod 16
else if 32 ≤ i ≤ 47 then
F := B xor C xor D
g := (3×i + 5) mod 16
else if 48 ≤ i ≤ 63 then
F := C xor (B or (not D))
g := (7×i) mod 16
// Be wary of the below definitions of a,b,c,d
F := F + A + K[i] + M[g] // M[g] must be a 32-bit block
A := D
D := C
C := B
B := B + leftrotate(F, s[i])
end for
// Add this chunk's hash to result so far:
a0 := a0 + A
b0 := b0 + B
c0 := c0 + C
d0 := d0 + D
end for
var char digest[16] := a0 append b0 append c0 append d0 // (Output is in little-endian)
