MD5是什么？
MD5，全称为Message-Digest Algorithm 5，是一种广泛使用的哈希函数算法。它由美国的一位密码学家Ron Rivest在1991年发明，并且是消息摘要算法（Message Digest Algorithm）的第五个版本。MD5主要用于数据完整性验证，确保数据在传输过程中没有被篡改，同时也可以用来生成固定长度的数据指纹。
哈希函数与加密技术
哈希函数是一种将任意长度的输入数据转换成固定长度输出数据（通常称为消息摘要）的数学操作。在这个过程中，输出的消息摘要具有以下几个特点：
确定性：对于相同的输入，总是产生相同的输出。
不可逆：无法通过消息摘要还原出原始输入信息。
快速计算：对大多数现代计算机而言，即使处理大量数据，也能以极快速度进行运算。
MD5算法工作原理
MD5是一个基于分组密码结构设计的大型哈希函数。其基本流程如下：
将要加密或校验的原始数据按照一定规则分割成512比特长的小块。
对每一块进行复杂的非线性变换和逻辑运算，以此生成一个新的128比特长的小块，这个小块就是该部分原始数据对应的一个32字节长的哈希值。
对所有这些小块分别执行上述步骤，最终得到整个文件或字符串对应的一个128比特长全局哈希值。
应用场景
数据完整性验证
由于MD5能够提供确定性的短串表示任意大小文件，使得它成为判断文件是否被修改、是否已损坏等情况下的有效工具。如果两份文件相互比较并发现它们所对应的MD5值不同，那么可以断定这两个文件不是完全一样，不论它们看起来有多相似。
数字签名
利用公钥私钥系统，可以将某人的公钥与一个文档一起发送给对方。当接收方想要确认文档来自真正发送者时，他会使用发送者的公钥来解开数字签名，从而获取到原始未加密过签名前的内容。如果解开后的内容与接收到的实际内容不匹配，则说明签名已经被破坏或者是伪造行为发生了。
网络安全
在网络通信中，服务器经常需要验证客户端发来的请求是否真实无误，而不受假冒攻击影响。这时候就可以通过客户端先用自己的私钥创建一个数字证书，然后把这个证书发给服务器。服务器再拿着这个证书中的公开信息和自己手上的私匙做一次检验，如果结果符合预期，就能信任这个请求来自于合适的人员/设备，从而保护自身免受恶意攻击。
版本控制系统
软件开发团队通常会使用版本控制系统如Git来跟踪代码更改历史。在提交新代码之前，一般都会检查当前代码库中的每个变化项，它们各自都应该拥有独一无二且不会随时间变化的事物——即一个唯一标识符，比如commit hash 或者 md5 sum。这就保证了任何人都能重现同样的环境，无论是在何时、何地的地方工作，只要知道了那次提交的时候项目状态是什么样子，以及哪些具体改变发生了，他们就能够精确地恢复到那个状态，从而维持软件工程师之间沟通协作的一致性和可靠性。
MD5碰撞攻击及其风险
尽管因为其效率高、易于实现，所以在许多地方仍然广泛应用，但正因为如此，当人们尝试找到两个不同的输入导致相同结果的情况（即碰撞）时，其安全性能就会显著下降。此外，由于后续出现了一些专门针对寻找这样的碰撞问题设计出来更加强大的工具，如彩虹表，这些方法使得原本难以想象的事情变得可能，因此现在建议不要依赖于这种类型级别较低安全性的方法去完成重要任务，因为如果遇到了足够资源强大的攻击者，他们很容易找到这类“弱”口令，而且这种事件往往伴随着严重后果，如网站崩溃、用户个人资料泄露等，因此，在考虑使用md4,mdc2等其他类似的hash function前，请务必权衡相关风险，并采取适当措施防范潜在威胁。