MD5

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Schema di una operazione dell'MD5. L'algoritmo consta di 64 di queste operazioni, raggruppate in gruppi di 16. Nello schema, "F" è una funzione non lineare (ne viene usata una per ogni passaggio), "Mi" indica un blocco a 32 bit del messaggio, "Ki" indica una costante a 32 bit, differente per ogni operazione.

L'acronimo MD5 (Message Digest algorithm 5) indica un algoritmo crittografico di hashing realizzato da Ronald Rivest nel 1991 e standardizzato con la RFC 1321.

Questo tipo di codifica prende in input una stringa di lunghezza arbitraria e ne produce in output un'altra a 128 bit (ovvero con lunghezza fissa di 32 valori esadecimali, indipendentemente dalla stringa di input) che può essere usata per calcolare la firma digitale dell'input. La codifica avviene molto velocemente e si presuppone che l'output (noto anche come "MD5 Checksum" o "MD5 Hash") restituito sia univoco (ovvero si ritiene che sia impossibile, o meglio, che sia altamente improbabile ottenere con due diverse stringhe in input una stessa firma digitale in output) e che non ci sia possibilità, se non per tentativi, di risalire alla stringa di input partendo dalla stringa di output (la gamma di possibili valori in output è pari a 16 alla 32esima potenza).

[modifica] Storia e crittanalisi

I Message Digest sono una serie di algoritmi progettati dal professor Ronald Rivest al MIT. Quando studi analitici (realizzati dal crittografo tedesco Hans Dobbertin) indicarono che il predecessore dell'MD5, l'MD4 era insicuro, l'MD5 fu progettato nel 1991 come rimpiazzo più sicuro.

Nel 1993, Der Boer e Bosselaers ottennero un primo, anche se limitato, risultato trovando una "pseudo-collisione" dell'algoritmo MD5; cioè due diversi vettori di inizializzazione I e J con 4 bit di differenza tali che:

MD5compress(I,X) = MD5compress(J,X)

Nel 1996, Dobbertin annunciò una collisione della funzione di compressione MD5. Anche se non rappresentava un attacco alla funzione hash MD5 completa, fu sufficiente a molti crittografi per raccomandare di passare ad un sostituto come il WHIRLPOOL, SHA-1 o RIPEMD-160.

La dimensione dell'hash a 128 bit era abbastanza piccola per contemplare un attacco del compleanno. Nel marzo 2004 iniziò il progetto distribuito MD5CRK con lo scopo di dimostrare che l'MD5 era un algoritmo insicuro, trovando una collisione, usando un attacco birthday.

MD5CRK durò fino a che, il 17 agosto 2004, fu trovata una collisione da Xiaoyun Wang, Dengguo Feng, Xuejia Lai e Hongbo Yu ^[1]. Il loro attacco su un cluster IBM p690 impiegò solo un'ora.

Il 1º marzo 2005 Arjen Lenstra, Xiaoyun Wang e Benne de Weger dimostrarono ^[2] la costruzione di due certificati X.509 con differenti chiavi pubbliche e lo stesso MD5 hash, di fatto una collisione. La costruzione funzionava sia per le chiavi private che per quelle pubbliche. Dopo pochi giorni Vlastimil Klima descrisse ^[3] un algoritmo migliorato, capace di costruire collisioni MD5 in poche ore su un singolo computer. Il 18 marzo 2006, Klima pubblicò un algoritmo ^[4] che riusciva a trovare una collisione in un minuto su un singolo computer, usando un metodo che chiamò "calls tunneling".

[modifica] Applicazione pratica dell'MD5

La crittografia tramite algoritmo MD5 viene applicata in tutti i settori dell'informatica che lavorano con il supporto delle firme digitali o che comunque trattano dati sensibili. Ad esempio, viene utilizzata per controllare che uno scambio di dati sia avvenuto senza perdite, semplicemente attraverso il confronto della stringa prodotta dal file inviato con quella prodotta dal file ricevuto. Con lo stesso metodo si può verificare se il contenuto di un file è cambiato (funzione utilizzata dai motori di ricerca per capire se una pagina deve essere nuovamente indicizzata). È diffuso anche come supporto per l'autenticazione degli utenti attraverso i linguaggi di scripting Web server-side (PHP in particolare): durante la registrazione di un utente su un portale internet, la password scelta durante il processo verrà codificata tramite MD5 e la sua firma digitale verrà memorizzata nel database (o in qualsivoglia contenitore di dati). Successivamente, durante il login la password immessa dall'utente subirà lo stesso trattamento e verrà confrontata con la copia in possesso del server, per avere la certezza dell'autenticità del login.

[modifica] Esempio applicativo nel PHP

<?php
 
  //Assegno ad una variabile la stringa che voglio codificare con l'algoritmo MD5
  $my_var = 'Questa è la stringa che voglio codificare';
 
  //Stampo a video la codifica MD5 della stringa memorizzata nella variabile
  echo md5($my_var);
 
?>

Questo script in PHP assegna innanzitutto la stringa che vogliamo codificare a una variabile chiamata $my_var (sarà l'input dell'algoritmo). Successivamente (attraverso l'utilizzo di echo, che visualizza una stringa) stampa a video il valore di quella variabile in MD5 (ovvero l'output dell'algoritmo). La firma digitale prodotta in questa esempio sarà 52bc309e11259af15e4623c7a0abc28c, che corrisponde alla stringa memorizzata nella variabile.

[modifica] Esempi

L'hash MD5 a 128 bit (16 byte) (anche chiamato message digest) è rappresentato come una sequenza di 32 cifre esadecimali. Il seguente mostra una stringa ASCII di 47 byte e il corrispondente hash MD5:

 MD5("Cantami o diva del pelide Achille l'ira funesta") 
  = b4dd7f0b0ca6c25dd46cc096e45158eb

Un piccolo cambiamento nel messaggio provocherà (molto probabilmente) un hash risultante molto differente, per esempio cambiando una a con una o:

 MD5("Contami o diva del pelide Achille l'ira funesta") 
  = f065b51db9c592bf6ecf66a76e39f8d0

Altri esempi:

 MD5("Hello world") 
  = 3e25960a79dbc69b674cd4ec67a72c62

 MD5("Wikipedia") 
  = 9c677286866aad38f8e9b660f5411814

L'hash corrispondente alla stringa nulla è:

 MD5("") 
  = d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e

[modifica] Note

1. ^ [1] [2]
2. ^ [3]
3. ^ [4]
4. ^ [5]

[modifica] Voci correlate

• MD4

[modifica] Collegamenti esterni

• (EN) Hash'em all! per calcolare online l'hash di stringhe e files
• Funzione md5() in PHP (dalla documentazione ufficiale di PHP)
• MD5 online cracker
• Online MD5 Reverser | Hash cracker
• MD5 Database - 46.000.000
• MD5 OpenSSL API ed esempi
• MD5 Online Generator
• Database MD5 Italiano il primo database italiano contenente tutte le parole italiane e inglesi in md5.
• Delphi Implementation