在现今互联网时代，安全性成为了各大企业和机构最为重视的一个问题。而在数据安全性保护的过程中，加密算法是其中最为常见也是非常重要的一种方式。而作为加密算法中的一种，CMD5，也就是Collisions MD5，是一个典型的消息摘要算法，具有不可逆性、单向性、雪崩效应等特点，被广泛地应用在数据加密中。本篇文章将围绕CMD5加密算法，为大家详细介绍其工作原理。

一、CMD5算法的简介

CMD5加密算法是MD5算法的一种改进，是一种哈希函数，可以将任意长度的数据信息映射成固定长度的输出，且输出值的长度为128位，通常表示为一个32位的十六进制数。CMD5算法的安全性极高，被推荐作为各个行业通讯数据加密的保障措施。

CMD5算法是由加密专家中的Ronald L. Rivest于1991年提出的一种单向散列函数算法，是目前用途最为广泛的哈希函数算法之一，也是MD算法家族中的一员。它具有不可逆性、单向性、雪崩效应等特点，可以将任意长度的输入数据生成一个固定长度的唯一的输出值，并且对于数据的修改、重组、伪造等也是极为有效的，所以在数据通讯领域得到了广泛的应用。

二、CMD5算法的工作过程

CMD5算法的工作过程可以分为五个步骤：首先是进行填充，然后是数据处理，接着是状态初始向量设置，再进行短消息摘要，最后输出消息摘要值。下文将分别对这五个步骤进行详细说明。

1.填充

CMD5算法对输入的消息进行处理之前，需要先对其进行填充，使其长度满足一定的要求，一般来说，填充后的消息长度应该是512的倍数。具体的填充规则如下：

①将消息的长度L转换为二进制，以64位为单位进行表示。

②在消息末尾添加一个1.

③用0补全，直到消息长度满足512的倍数。

④在最后添加一段64位的二进制数据，用来表示消息的原始长度。

2.数据处理

在填充完成之后，CMD5算法将会开始对处理后的数据进行数据处理。数据处理共进行64轮，每一轮具有不同的处理方式，并且会更改消息状态，以便更好地进行计算。具体的处理方式如下：

(1)建立4个32位的状态寄存器A、B、C、D，首先对于每个状态寄存器，都会进行一个初始化，以保证算法执行的结果是可重复的。

(2)对于每一个512位的数据块，CM5算法会利用一系列的操作，将状态寄存器A、B、C、D进行改变，并最终产生一个消息摘要值。

3.状态初始向量设置

状态初始向量设置是对CMD5算法使用进行预设，以便保证算法的流程是正常的。CMD5算法保证了其状态向量的数值应该在执行算法时的第一步进行初始化，首次初始化的数值如下：

A=B = 0x67452301

C=D = 0xefcdab89

如此一来，CMD5算法状态向量的初始数值可以被保证是唯一的，这样可以避免重复计算和攻击。

4.短消息摘要

短消息摘要是CMD5算法最核心的部分之一，算法通过对消息进行加密处理，得到一个固定长度的摘要信息。这一步工作由CMD5主函数进行计算，主要按照以下步骤进行：

①将消息分为若干个512位的数据块。

②将数据块分别送入一系列的处理单元中，处理单元对数据块进行一系列的处理，输出一个结果。

③将每一个处理单元的输出结果作为状态寄存器进行连续处理。

④按照一定规则，将连续处理的结果输出为一个128位的十六进制数字。

5.输出消息摘要值

在完成短消息摘要的计算后，CMD5算法将输出一个固定长度的串行数字，也就是所谓的消息摘要值。输出结果长度为128位，通常表示为一个32位的十六进制数。在算法运行结束后，需要对状态寄存器进行清零，避免对后续操作的干扰。

三、CMD5算法的优点和缺点

CMD5算法在实际应用中有其得天独厚的优点和一些不足之处。

1.优点

(1)安全性高：CMD5算法产生的消息摘要值是不可逆的，即无法从摘要值推导出原始数据，算法执行后得到的结果直接影响着数据加密的安全性。

(2)速度快：CMD5算法处理数据的速度比较快，不论进行加密还是解密都可以在很短的时间内完成。

(3)广泛应用：CMD5算法非常地普遍，早已经被广泛应用到几乎所有行业的数据加密中。

2.缺点

(1)命中率低：CMD5算法的命中率较低，在处理长达数GB的数据时，极易于出现哈希值冲突，从而导致加密不可靠。

(2)不可逆性：虽然CMD5算法从数据摘要值的角度保证了数据的安全性，但却是由于数据摘要值的不可逆性导致了算法所引发的问题。

(3)易受攻击：由于CMD5算法本身的固定性以及其特殊的数学运算规则，使得其容易受到密码攻击，从而造成数据的泄露。

总而言之，CMD5算法作为一种消息摘要函数算法，其在保障数据安全方面具有重要的作用和意义，但同时却存在一定的局限性和风险，所以在具体应用时，需要结合实际情况进行技术调整和措施的引入，才能真正闭环保障数据安全。