MD5 (Message Digest Algorithm 5) یک الگوریتم هش رمزنگاری است که توسط رونالد ریوست (Ronald Rivest) در سال 1991 طراحی و توسعه داده شد. این الگوریتم برای تولید یک خلاصه‌ی ثابت طول (128 بیت) از یک ورودی با طول متغیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. MD5 به طور گسترده‌ای در رمزنگاری، امنیت اطلاعات، و تایید داده‌ها استفاده شده است، هرچند با گذر زمان و پیشرفت‌های جدید در رمزنگاری، امنیت این الگوریتم به چالش کشیده شده است. اگر علاقه مند به  بررسی و مقایسه الگوریتم‌های AES و MD5 در امنیت سایبری هستید اینجا کلیک کنید.

تاریخچه و مخترع

Ronald Rivest، که یکی از پیشگامان علم رمزنگاری است، MD5 را به عنوان یک جایگزین برای الگوریتم‌های هش قدیمی‌تر مانند MD4 طراحی کرد. هدف اصلی از توسعه MD5، ایجاد یک الگوریتم هش سریع، کارآمد و امن‌تر بود که در برابر حملات رمزنگاری مختلف مقاوم باشد. MD5 به سرعت به عنوان یکی از پرکاربردترین الگوریتم‌های هش در صنعت فناوری اطلاعات پذیرفته شد.

ساختار و عملکرد

MD5 یک الگوریتم هش یک‌طرفه است، به این معنی که تبدیل یک ورودی به هش آسان است، اما تبدیل هش به ورودی اصلی غیرممکن (یا بسیار دشوار) است. ساختار MD5 شامل چند مرحله است:

1. افزودن بیت‌ها (Padding): ابتدا به پیام اصلی بیت‌هایی اضافه می‌شود تا طول آن به یک عدد خاص برسد که به 512 بیت نزدیک باشد.

2. اضافه کردن طول پیام: طول اصلی پیام به طور دقیق به دنباله‌ی بیت‌ها اضافه می‌شود تا اطمینان حاصل شود که ساختار پیام حفظ می‌شود.

3. تقسیم به بلوک‌ها: پیام به بلوک‌های 512 بیتی تقسیم می‌شود.

4. پردازش بلوک‌ها: هر بلوک 512 بیتی به چهار کلمه 32 بیتی تقسیم می‌شود و سپس از طریق چندین دور فشرده‌سازی و انتقال به یکدیگر، به یک هش 128 بیتی نهایی تبدیل می‌شود.

5. تولید هش: خروجی نهایی پس از پردازش تمامی بلوک‌ها، یک رشته 128 بیتی است که به عنوان "هش" نهایی پیام شناخته می‌شود.

کاربردها و مزایا

MD5 در ابتدا به دلیل سرعت و کارایی بالا در تایید داده‌ها و امنیت، بسیار مورد استقبال قرار گرفت. برخی از کاربردهای اصلی MD5 عبارتند از:

• تایید یکپارچگی داده‌ها: استفاده از MD5 برای اطمینان از اینکه داده‌ها در هنگام انتقال تغییر نکرده‌اند.
• ذخیره‌سازی رمزهای عبور: ذخیره‌ی رمزهای عبور به صورت هش شده، به جای ذخیره‌ی آنها به صورت متن ساده.
• ایجاد امضای دیجیتال: استفاده از MD5 برای ایجاد امضای دیجیتال که تایید اصالت پیام را فراهم می‌کند.

مشکلات و چالش‌ها

با گذشت زمان، محققان متوجه ضعف‌هایی در MD5 شدند. یکی از این ضعف‌ها، تولید هش‌های تکراری (Collision) است که به مهاجمان امکان می‌دهد دو ورودی مختلف با همان هش تولید کنند. این مشکل، امنیت MD5 را به شدت زیر سوال برده است. به همین دلیل، سازمان‌های امنیتی و شرکت‌های فناوری از MD5 به سمت الگوریتم‌های امن‌تر مانند SHA-256 مهاجرت کرده‌اند.

روش های کرک شدن این الگوریتم چیست ؟

روش‌های مختلفی برای کرک کردن هش‌های MD5 وجود دارد که هر یک با استفاده از تکنیک‌های متفاوت، سعی در یافتن متن اصلی (پیام اصلی) یا تولید دو پیام متفاوت با هش یکسان (Collision) دارند. در ادامه به مهم‌ترین این روش‌ها پرداخته می‌شود:

1. حمله جستجوی فراگیر (Brute Force Attack)

در این روش، مهاجم تمامی ترکیب‌های ممکن از کاراکترها را تولید کرده و هر ترکیب را هش می‌کند تا زمانی که هش تولید شده با هش هدف یکی شود. اگرچه این روش تضمین می‌کند که هش اصلی یافت خواهد شد، اما بسیار زمان‌بر و نیازمند قدرت محاسباتی بالاست، به خصوص برای هش‌های طولانی یا در صورت استفاده از مجموعه کاراکترهای بزرگ.

2. حمله جدول رنگین‌کمان (Rainbow Table Attack)

جدول رنگین‌کمان یک جدول پیش‌محاسبه شده از هش‌ها و متون اصلی مربوطه است که برای سرعت بخشیدن به فرآیند کرک کردن استفاده می‌شود. مهاجم می‌تواند با جستجو در این جدول، متن اصلی مرتبط با یک هش مشخص را بدون نیاز به محاسبه مجدد پیدا کند. این روش نسبت به حمله جستجوی فراگیر سریع‌تر است، اما نیاز به فضای ذخیره‌سازی زیادی دارد.

3. حمله تصادم (Collision Attack)

تصادم (Collision) زمانی رخ می‌دهد که دو ورودی متفاوت، همان هش خروجی را تولید کنند. MD5 به دلیل ضعف‌های ذاتی خود نسبت به حملات تصادم آسیب‌پذیر است. محققان توانسته‌اند روش‌هایی را توسعه دهند که با استفاده از تکنیک‌های ریاضی و الگوریتم‌های پیشرفته، دو ورودی متفاوت با هش یکسان ایجاد کنند. این حملات نشان داده‌اند که MD5 برای بسیاری از کاربردهای امنیتی مناسب نیست.

4. حمله فرهنگ‌نامه‌ای (Dictionary Attack)

در حمله فرهنگ‌نامه‌ای، مهاجم از یک لیست از کلمات یا رمزهای عبور رایج (مانند یک فرهنگ لغت) استفاده می‌کند و هر کلمه را هش کرده و با هش هدف مقایسه می‌کند. این روش برای کرک کردن رمزهای عبور ضعیف یا رایج بسیار موثر است و به مراتب سریع‌تر از حمله جستجوی فراگیر است.

5. حمله تولد (Birthday Attack)

حمله تولد بر پایه احتمال یافتن دو ورودی متفاوت است که همان هش را تولید می‌کنند. این روش از اصل تولد استفاده می‌کند که بیان می‌کند در یک مجموعه بزرگ، احتمال وجود دو عضو با هش یکسان بیشتر از آن چیزی است که به نظر می‌رسد. این نوع حمله به خصوص برای تولید تصادم در MD5 مؤثر است.

MD5 همچنان به عنوان یک الگوریتم تاریخی و پایه در رمزنگاری شناخته می‌شود. با این حال، به دلیل ضعف‌های امنیتی موجود، استفاده از آن در بسیاری از کاربردهای حساس منسوخ شده و الگوریتم‌های قوی‌تر جایگزین آن شده‌اند. با این حال، MD5 همچنان در برخی از زمینه‌ها و برای مقاصد غیر حساس کاربرد دارد، اما باید با دقت و توجه به خطرات امنیتی استفاده شود. اگر به کاربرد هش در بررسی صحت اطلاعات علاقه دارید  مقاله کاربرد هش در بررسی صحت اطلاعات چیست ؟ را مطالعه کنید .