1. Алгоритм md5

На вхід алгоритму надходить вхідний потік даних, хеш якого необхідно знайти. Довжина повідомлення може бути будь-який (в тому числі нульовою). Запишемо довжину повідомлення в L. Це число ціле і невід’ємне. Кратність будь-яким числам не обов'язкова. Після надходження даних йде процес підготовки потоку до обчислень[5].

Далі представлений алгоритм вираховування хеша.

Нижче наведено алгоритм обчислення хешу.

1. Вирівнювання потоку.

Кінець вихідного повідомлення, довжиною L, дописують одиничний біт, потім необхідне число нульових біт так, щоб новий розмір L 'був порівнянний з 448 по модулю 512 (L' mod 512 = 448). Додавання нульових біт виконується, навіть якщо нова довжина, включаючи одиничний біт, вже можна порівняти з 448[6].

2. Додавання довжини повідомлення.

До модифікованого повідомленням дописують 64-бітове представлення довжини даних (кількість біт в повідомленні). Тобто довжина повідомлення T стає кратною 512 (T mod 512 = 0). Якщо довжина вихідного повідомлення перевищує 2⁶⁴ - 1 , то дописують тільки молодші 64 біта. Крім цього, для зазначеного 64-бітного представлення довжини спочатку записуються молодші 32 біта, а потім старші 32 біта[7].

3. Ініціалізація буфера.

Для обчислень ініціалізуются 4 змінних розміром по 32 біта і задаються початкові значення (шістнадцятирічне подання):

A = 67 45 23 01;

B = EF CD AB 89;

C = 98 BA DC FE;

D = 10 32 54 76.

У цих змінних будуть зберігатися результати проміжних обчислень. Початковий стан ABCD називається ініціалізованим вектором[8].

4. Обчислення хешу в циклі.

Оригінал тексту розбивається на блоки T, довжиною 512 біт. Для кожного блоку в циклі виконується процедура, наведена на рис.2. Результат обробки всіх блоків вихідного повідомлення в вигляді об'єднання 32-бітних значень змінних ABCD і буде хешем.

Рис.2.1.1 Шаг основного розрахункового циклу

У кожному раунді над змінними ABCD і блоком вихідного тексту Т в циклі (16 ітерацій) виконуються однотипні перетворення за такою схемою.

Рис.2.1.2. Одна ітерація циклу раунду

Умовні позначення.

1. RF - раундова функція, яка визначається за наступною таблицею.

Таблиця 2.1.1.

Раундові функції RF

№ раунду	Позначення функції	Формула розрахунку
1	F	F(B, C, D) = (B ∧ C) ∨ (¬B ∧ D)
2	G	G(B, C, D) = (B ∧ D) ∨ (¬D ∧ C)
3	H	H(B, C, D) = B ⊕ C ⊕ D
4	I	I(B, C, D) = C ⊕ (¬D ∨ B)

2) tj - j-а 32-бітова частина блоку вихідного повідомлення Т зі зворотним порядком проходження байт;

3) ki - ціла частина константи, яка визначається за формулою

k_i = 2³² * | sin(i + 16 * (r - 1)) |,

де i - номер ітерації циклу (i = 1..16);

r - номер раунду (r = 1..4).

Аргумент функції sin вимірюється в радіанах.

4) ⊞ - додавання за модулем 2³².

5) <<< s_i – циклічний зсув вліво на si розрядів.

Використовувана 32-бітова частина блоку вихідного повідомлення t_j і величина циклічного сдвигу вліво s_i залежать ві номеру ітерації та приведені в таблиці 2.1.2.

Після 4 раундів нове (модифіковане) значення кожної з змінних ABCD складається (⊞) з вихідним (значенням змінної до 1-го раунду)[9].

5. Перестановка байт в змінних ABCD. Після обробки всіх блоків вихідного повідомлення для кожної змінної виконується зворотна перестановка байт, і в результаті ми отримаємо наш MD5 хеш[10].

Таблиця 2.1.2.

Величини, що використовуються на етапі циклу раунду

№ Ітерації		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Раунд 1	tj	t1	t2	t3	t4	t5	t6	t7	t8	t9	t10	t11	t12	t13	t14	t15	t16
	sj	7	12	17	22	7	12	17	22	7	12	17	22	7	12	17	22
Раунд 2	tj	t2	t7	t12	t1	t6	t11	t16	t5	t10	t15	t4	t9	t14	t3	t8	t13
	sj	5	9	14	20	5	9	14	20	5	9	14	20	5	9	14	20
Раунд 3	tj	t6	t9	t12	t15	t2	t5	t8	t11	t14	t1	t4	t7	t10	t13	t16	t3
	sj	4	11	16	23	4	11	16	23	4	11	16	23	4	11	16	23
Раунд 4	tj	t1	t8	t15	t6	t16	t4	t11	t2	t9	t13	t7	t14	t5	t12	t3	t10
	sj	6	10	15	21	6	10	15	21	6	10	15	21	6	10	15	21