MD5 là gì? Ứng dụng và cách check mã hóa MD5

Khi tải một file dung lượng lớn về máy tính người dùng thường gặp phải trường hợp file bị lỗi, bị thiếu. Để khắc phục vấn đề này công nghệ MD5 đã ra đời. Vậy mã hóa MD5 là gì, nó quan trọng như thế nào trong việc bảo vệ dữ liệu máy tính? Cùng tìm hiểu ngay để tăng cường độ an toàn bằng cách áp dụng MD5. 

1. Mã hóa MD5 là gì

MD5 (Message-Digest algorithm 5) - Giải thuật Tiêu hóa tin 5 là một hàm băm được sử dụng phổ biến với giá trị Hash dài 128-bit. Giáo sư Ronald Rivest đến từ Trường Đại học MIT đã tạo MD5 vào năm 1991. Khi sử dụng MD5 để mã hóa, kết quả luôn là một chuỗi có độ dài cố định gồm 32 ký tự không quan tâm đến đầu vào là gì. 

Thuật toán MD5 được sử dụng rộng rãi 

2. Cách hoạt động thuật toán MD5

MD5 là một thuật toán băm mật mã chuyển một đoạn thông tin có chiều dài thay đổi thành một kết quả có chiều dài không đổi là 128 bit. Mẩu tin đầu vào được chia thành các khối 512 bit. Trước khi xử lý, các khối này được độn để chiều dài của chúng chia chẵn cho 512. Quá trình độn như sau:

- Đầu tiên, một bit 1 được gắn vào cuối mẩu tin.

- Tiếp theo, một dãy các số 0 được thêm vào cho đến khi chiều dài của mẩu tin là 64 bit ít hơn một bội số của 512.

- Cuối cùng, một số nguyên 64 bit đại diện cho chiều dài của mẩu tin gốc được thêm vào.

Thuật toán MD5 chính hoạt động trên một trạng thái 128 bit, được chia thành bốn từ 32 bit. Các từ này được khởi tạo với các hằng số cố định. Thuật toán chính sau đó sẽ xử lý các khối tin 512 bit, mỗi khối xác định một trạng thái. Quá trình xử lý khối tin bao gồm bốn giai đoạn giống nhau, gọi là vòng. Mỗi vòng gồm 16 tác vụ giống nhau. Mỗi tác vụ bao gồm các bước sau:

- Sử dụng hàm phi tuyến F để tính một giá trị mới từ trạng thái hiện tại.

- Cộng giá trị mới với trạng thái hiện tại.

- Dịch trái trạng thái hiện tại một số bit.

Có bốn khả năng cho hàm F. Mỗi khả năng được sử dụng trong một vòng khác nhau.

3. Ứng dụng của mã hóa MD5 

Nhiều người thắc mắc mã hóa MD5 là gì. Nó được ứng dụng trong nhiều trường hợp mà người dùng có thể tìm hiểu:  

Mã hóa mật khẩu 

Đoạn mã hóa MD5 được sử dụng để lưu trữ và xác thực mật khẩu trong hệ thống. Thay vì lưu mật khẩu gốc của người dùng, hệ thống sẽ mã hóa chúng bằng thuật toán MD5 sau đó lưu trữ chuỗi hash MD5 thay thế. Quá trình này giúp tăng cường bảo mật, ngăn chặn việc truy cập trái phép vào thông tin cá nhân. 

Xác minh tính toàn vẹn của dữ liệu

MD5 thường được sử dụng để kiểm tra xem một file hoặc dữ liệu nào đó có bị thay đổi hay không trong quá trình truyền tải hoặc lưu trữ. Bằng cách so sánh giá trị băm MD5 của dữ liệu trước và sau khi truyền, người ta có thể xác định liệu dữ liệu có bị chỉnh sửa hay không.

Kiểm tra tính nguyên gốc của phần mềm hoặc tệp tin

Các nhà phát triển phần mềm thường cung cấp giá trị băm MD5 cùng với phần mềm của họ. Người dùng có thể tạo giá trị băm MD5 cho phần mềm đã tải xuống và so sánh với giá trị được cung cấp để đảm bảo họ đang sử dụng một phiên bản nguyên gốc, không bị tác động bởi phần mềm độc hại.

Chứng nhận và chữ ký số

Trong một số hệ thống, MD5 được sử dụng như một phần của quá trình tạo chữ ký số, giúp xác nhận tính xác thực của một tài liệu hoặc thông điệp.

Các ứng dụng mạng và giao tiếp

MD5 cũng được sử dụng trong các giao thức mạng để xác thực và đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu truyền tải.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng MD5 không còn được coi là một thuật toán an toàn cho các ứng dụng bảo mật cao cấp do khả năng chống lại các cuộc tấn công băm đã bị suy giảm qua thời gian. Trong các ứng dụng bảo mật hiện đại, các thuật toán băm như SHA-256 thường được ưu tiên sử dụng.

4. Sử dụng MD5 với "Salt" để tăng độ an toàn

Sự kết hợp giữa "Salt" và MD5 là gì? Đây thực chất là chỉ là một cú pháp thông thường của MD5, đi kèm với "Salt" khi mã hóa thuật toán. Để sử dụng chúng tối hơn, người dùng có thể ứng dụng trong: 

Giảm sự đụng độ

Kết quả mã hóa MD5 có thể bị trùng nhau (đụng độ) trong một số trường hợp. Để giảm thiểu vấn đề này, người dùng nên sử dụng kèm với "Salt" ở vị trí đầu vào của thuật toán. Nhờ vậy, tỉ lệ đụng độ giữa các kết quả là khá thấp.

Giảm khả năng bị "vét cạn"

Khi kết hợp "Salt" với thuật toán mã hóa MD5, người dùng có thể giảm thiểu rủi ro thông tin đầu ra bị tấn công bằng phương pháp "vét cạn" và bị đánh cắp dễ dàng. Dù MD5 là một hàm mã hóa không thể đảo ngược, nhưng vẫn tồn tại một số điểm yếu bảo mật khi xử lý các đầu vào thông dụng như "anhyeuem", "123123", "123456", "iloveyou",... Người dùng có thể tìm kiếm các công cụ Crack MD5 (đảo ngược MD5) trên Google để khám phá thêm.

Tuy nhiên, việc thêm "Salt" vào làm cho việc mã hóa các chuỗi thông dụng trở nên phức tạp và khó khăn hơn nhiều. Chỉ trừ phi giá trị "Salt" được chọn quá đơn giản, người dùng mới cần lo lắng về vấn đề bảo mật.

5. Kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu  

Một ứng dụng khác của MD5 là kiểm tra tính toàn vẹn của dữ liệu. Khi một dữ liệu được truyền đi hoặc lưu trữ, chuỗi hash MD5 của dữ liệu đó được tạo ra. Sau khi quá trình tải hoặc sao chép đã hoàn tất, hệ thống sẽ tự động tính toán lại chuỗi hash MD5 từ dữ liệu và so sánh với chuỗi hash ban đầu đã được tạo ra. Nếu hai chuỗi hash khớp nhau, chứng tỏ dữ liệu không bị thay đổi. Nếu chuỗi hash khác nhau điều đó chứng tỏ dữ liệu đã bị sửa đổi hoặc bị hỏng.  

Bạn sẽ hiểu hơn khi tham khảo ví dụ sau:

Anh A download một phần mềm X trên internet, nhưng vì một lý do nào đó mà anh A phải download ở một nguồn KHÔNG CHÍNH CHỦ. Anh A lo sợ phần mềm X này đã bị hacker chèn virus. Nhưng may mắn, trên trang chủ của phần mềm X có cung cấp một mã md5 – là kết quả của việc mã hóa toàn bộ phần mềm. Giả sử mã md5 đó là f690e937880ebd98086689b871744a84.

MD5 xuất hiện cho nhiều mục đích khác nhau 

6. Tìm hiểu về hàm băm (hashing)

Hàm băm (hashing) là một kỹ thuật rất quan trọng và có tính ứng dụng cao trong lĩnh vực mã hóa MD5. Cụ thể, hashing là quá trình biến đầu vào là một nội dung có kích thước, độ dài bất kỳ sau đó sử dụng thuật toán để tạo ra đầu ra tiêu chuẩn có độ dài nhất định.  

Ví dụ, người dùng tải về một video, sau đó chạy qua hàm băm MD5 kết quả trả về là một chuỗi có 32 ký tự. Ngay cả khi chạy từ  “apple” qua hàm hash MD5 kia, kết quả sẽ là “1f3870be274f6c49b3e31a0c6728957f” - ví dụ điển hình của một chuỗi có 32 ký tự. Không chỉ riêng MD5 mà các thuật toán băm khác cũng hoạt động tương tự, người dùng cho bất cứ thứ gì vào hàm, đầu ra luôn là một chuỗi có độ dài nhất định.  

Hàm băm có liên hệ chặt chẽ với mã hóa MD5

7. Cách thức hoạt động của hàm băm 

Mỗi hàm băm sẽ tạo ra một kết quả đầu ra có kích thước khác nhau, tuy nhiên kích thước của kết quả đầu ra nhận được luôn cố định, không đổi. Ví dụ, thuật toán SHA-256 chỉ có thể tạo ra các kết quả đầu ra có kích thước 256 bit, trong khi thuật toán SHA-1 sẽ luôn tạo ra một kết quả đại diện có kích thước 160-bit. 

Có thể khẳng định hàm băm là công cụ quan trọng với khoa học máy tính, đặc biệt là khi cần xử lý khối dữ liệu khổng lồ. Khi được kết hợp với mật mã hóa, các thuật toán này được sử dụng linh hoạt để bảo vệ dữ liệu và xác thực theo nhiều cách khác nhau. Một điều ít ai biết là hàm băm mật mã có vai trò cực kỳ quan trọng đối với tiền mã hóa. Việc hiểu được các thuộc tính và cơ chế hoạt động của nó sẽ rất có lợi cho những người quan tâm đến công nghệ blockchain. 

8. Cách check MD5 online trên trình duyệt máy tính

Trên đây là những giải đáp cho câu hỏi mã hóa MD5 là gì. Đây là thuật toán phổ biến với nhiều ứng dụng tuyệt vời nên được áp dụng rộng rãi để kiểm tra thông tin dữ liệu.