MD5算法在檔案管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

徐寶清　趙乾宗

摘要：隨著國家對信息化發(fā)展和文化教育的日益重視，檔案管理系統(tǒng)正變得越來越普及。與此同時(shí)，伴隨著檔案量和用戶量的不斷增加，檔案管理系統(tǒng)也向著更加自動(dòng)化和人性化的方向發(fā)展。為了使系統(tǒng)更加符合安全標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)將采用MD5加密算法對用戶身份進(jìn)行有效認(rèn)證。

關(guān)鍵詞：信息化；MD5；檔案

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）14-0050-02

Abstract： along with the country to the information development and the culture education the increasing attention， the file management system is becoming more and more popular. At the same time， with the increase of the amount of archives and the amount of users， the file management system is developing towards more automatic and humane direction.. In order to make the system more accord with the safety standards， the system will use MD5 encryption algorithm for user identity authentication.

Key words： information technology； MD5； file

現(xiàn)階段的檔案管理系統(tǒng)大多數(shù)都是采用的手工管理方式，許多管理工作需要管理員手工進(jìn)行，升級用戶、注銷用戶等。用戶與系統(tǒng)管理員交流方式單一，用戶系統(tǒng)升級困難等，這些都是檔案系統(tǒng)共同的缺點(diǎn)，所以，我們采用多功能檔案管理系統(tǒng)來解決這些問題，使用戶和管理員都能得到新的體驗(yàn)[1]。

研究并實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能強(qiáng)大全面的檔案管理系統(tǒng)，讓該系統(tǒng)既可以滿足檔案管理的需求，提升工作效率，并且可以為其他需要的單位部門提供必要的數(shù)據(jù)信息，從而能夠促進(jìn)整個(gè)社會(huì)的信息化產(chǎn)業(yè)建設(shè)。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

二十世紀(jì)七十年代的中期，我們國家著手引進(jìn)國外一些具有處理解決檔案館單一業(yè)務(wù)能力的系統(tǒng)，并對軟件系統(tǒng)進(jìn)行了研究和分析，根據(jù)我們國家檔案館的實(shí)際應(yīng)用情況，進(jìn)行改善并應(yīng)用。雖然我們的檔案館開始進(jìn)入了自動(dòng)化管理的時(shí)代，但是，我們沒有自己獨(dú)立的產(chǎn)權(quán)，不管是系統(tǒng)方面還是在設(shè)備方面，我們都受到了國外產(chǎn)權(quán)的制約。為了能擺脫這種依賴，我們國家從八十年代中期就開始重視自助研究，在這個(gè)時(shí)期，我們檔案館自動(dòng)管理系統(tǒng)蓬勃發(fā)展，出現(xiàn)了很多小型的信息檢索系統(tǒng)，采錄業(yè)務(wù)功能也漸漸進(jìn)入了計(jì)算機(jī)信息化管理[2]。

我們雖然只是僅僅對某些方面的業(yè)務(wù)進(jìn)行了研究，但是我們也改變了檔案館管理系統(tǒng)的傳統(tǒng)管理模式，我們也在不斷探索新的服務(wù)方式。但是，在此時(shí)期內(nèi)我們也有一些問題存在，其中最主要的是我們對系統(tǒng)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)性做的不到位。因此，在一段很長的時(shí)間內(nèi)，自動(dòng)化管理技術(shù)的應(yīng)用局限于單機(jī)版和局域網(wǎng)內(nèi)的應(yīng)用情況內(nèi)。單機(jī)版用戶占了系統(tǒng)應(yīng)用的絕大多數(shù)，單機(jī)版系統(tǒng)的功能不夠強(qiáng)大而且太過單一，其所應(yīng)用的范圍還是比較小，不能得到很好的普及。針對這一系列的問題，在以后的研發(fā)過程中，檔案館管理系統(tǒng)開始向有廣度和有深度等方面共同發(fā)展，考慮一切以人為本，計(jì)算機(jī)相輔，從以往只是針對某一單一的操作任務(wù)向多任務(wù)方面考慮，開始漸漸將單一的采錄系統(tǒng)業(yè)務(wù)、編目業(yè)務(wù)、檢索業(yè)務(wù)等卓步一一整合在一起，形成一個(gè)成體系的系統(tǒng)，在系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)上有了很大的進(jìn)步，可操作性變得更加強(qiáng)大。

在網(wǎng)絡(luò)化開始發(fā)達(dá)的九十年代，檔案館管理朝著數(shù)字化信息服務(wù)體系方向發(fā)展起來，開發(fā)者開始采用基于C/S模式的二層結(jié)構(gòu)來開發(fā)集成系統(tǒng)，這意味著功能更加完備的檔案館管理系統(tǒng)開始成為商品并流通。到了九十年代末期，國內(nèi)的一些較有實(shí)力的系統(tǒng)集成開發(fā)公司敏銳地察覺到國外自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展形勢和趨勢，也開始發(fā)展多層C/S體系結(jié)構(gòu)。這種體系結(jié)構(gòu)選用了在多個(gè)不同的硬件平臺分散處理大量的事物的方式，這樣可以讓自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行靈活的配置和高效的運(yùn)行起來。不過，這種體系結(jié)構(gòu)有它的缺點(diǎn)，系統(tǒng)架構(gòu)復(fù)雜程度較高，運(yùn)用維護(hù)的費(fèi)用更是不菲，這些缺點(diǎn)對于它的普及和推廣帶來了一定的難度。也正因?yàn)榇朔N原因，國內(nèi)大部分檔案館管理系統(tǒng)開發(fā)商并不都是采用此種技術(shù)。現(xiàn)階段，為繼續(xù)不斷提高檔案館管理自動(dòng)化的研發(fā)周期，使自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用水平進(jìn)一步提高，越來越多的先進(jìn)的計(jì)算機(jī)信息化技術(shù)被應(yīng)用到檔案管理系統(tǒng)的開發(fā)中，因此，形成了集服務(wù)，應(yīng)用，教學(xué)，研究，二次開發(fā)為一體的綜合性的檔案自動(dòng)化管理系統(tǒng)[3]。

國外的發(fā)展較國內(nèi)早，從七十年代開始，許多國外的檔案管理系統(tǒng)的軟件開發(fā)公司在大量的實(shí)踐開發(fā)中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上，公司提高了對軟件的要求，并開始對軟件進(jìn)行升級和更新。特別是到了七十年代中期，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，美國一些比較著名的大學(xué)高校的檔案館開始有了自己的專用的計(jì)算機(jī)。因此，這時(shí)候開始使用計(jì)算機(jī)來管理檔案館的工作，但這也僅僅只是限于對檔案館個(gè)別業(yè)務(wù)的操作實(shí)現(xiàn)。這個(gè)時(shí)期的軟件并沒有實(shí)現(xiàn)人們期望的比較完善的，達(dá)到開發(fā)期望要求的檔案管理軟件，只有少數(shù)一些有實(shí)力的大的高校的檔案館開始有遠(yuǎn)見的研發(fā)系統(tǒng)管理軟件，但這也只是限于滿足自身的一些實(shí)際需要。到了八十年代末，計(jì)算機(jī)應(yīng)用普及應(yīng)用到各個(gè)檔案館，人們開始希望可以用計(jì)算機(jī)來代替管理員繁瑣的工作，進(jìn)而解放管理員繁重的勞動(dòng)量，至此，基于人們的迫切愿望，人們開始有計(jì)劃和目的的設(shè)計(jì)和研發(fā)一些集成多個(gè)業(yè)務(wù)處理能力的自動(dòng)化的檔案管理系統(tǒng)，軟件的功能變得越來越強(qiáng)大，穩(wěn)定性越來越好，從此開始了自動(dòng)化系統(tǒng)走上了集成化和商品化的道路。發(fā)展至九十年代，科技水平的發(fā)展帶動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與壯大，國外檔案館自動(dòng)化研發(fā)開始進(jìn)入了一個(gè)更加嶄新的階段，一些新的計(jì)算機(jī)技術(shù)被開發(fā)并應(yīng)用到檔案管理中，具有大型管理能力的檔案管理系統(tǒng)不斷地被設(shè)計(jì)和開發(fā)[4]。

現(xiàn)在是飛速發(fā)展的信息產(chǎn)業(yè)化時(shí)代，科技創(chuàng)新為我們帶來了許多先進(jìn)的新興技術(shù)，我們將這些技術(shù)應(yīng)用到了檔案管理系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展中，系統(tǒng)也隨著不斷地改進(jìn)，日趨完善，性能穩(wěn)定，功能強(qiáng)大，使用起來更加的方便快捷。

2 系統(tǒng)開發(fā)相關(guān)技術(shù)

J2EE多層結(jié)構(gòu)的面世將面向?qū)ο箝_發(fā)技術(shù)推向了一個(gè)新的高點(diǎn)。SSH集成框架可以支持多種主機(jī)類型、多操作系統(tǒng)、多數(shù)據(jù)庫，并且開發(fā)生生成的組件代碼及頁面完全符合J2EE的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)人員開發(fā)出更加強(qiáng)大而又有特色的應(yīng)用系統(tǒng)。

系統(tǒng)的用戶認(rèn)證模塊將采用MD5（Message-Diggest Algorithm 5）加密認(rèn)證的方法。用戶的身份認(rèn)證是我們國家乃至整個(gè)世界信息安全標(biāo)準(zhǔn)的主要考核指標(biāo)之一，用戶的身份認(rèn)證是我們來衡量系統(tǒng)安全的一個(gè)重要指標(biāo)之一，現(xiàn)在我們的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速而且龐大，人數(shù)眾多，信息繁雜，對于檔案的安全保障顯得尤為重要。這是一種有效防止信息泄露、越權(quán)攻擊、假冒身份、侵犯侵權(quán)等安全威脅的有效方法之一，可以最大程度的保護(hù)系統(tǒng)的安全和檔案信息的完整。

MD5算法的原理是把任意的數(shù)字組合經(jīng)過一系列的運(yùn)算，最后變成一串128位的二進(jìn)制數(shù)字。首先我們要對數(shù)字進(jìn)行填充，使整體字節(jié)數(shù)變?yōu)閚x512，其中n是一個(gè)正整數(shù)。首先對數(shù)據(jù)填充，在數(shù)據(jù)的后面填上一個(gè)1和無數(shù)個(gè)0，當(dāng)滿足填充的長度變?yōu)閚x512—64，最后的64位二進(jìn)制數(shù)是用來表示填充以前數(shù)字的長度的。

算法的執(zhí)行分為以下幾個(gè)步驟：

第一步，補(bǔ)位：

MD5首先要做的是對輸入的字節(jié)串進(jìn)行補(bǔ)位，使得字節(jié)串的數(shù)據(jù)長度對64求余的結(jié)果是56.將數(shù)據(jù)長度擴(kuò)展至LEN=K*64+56個(gè)字節(jié)，其中K為整數(shù)。進(jìn)行補(bǔ)位的方法：補(bǔ)一個(gè)1，然后補(bǔ)0至滿足上述要求。相當(dāng)于補(bǔ)一個(gè)0x80的字節(jié)，再補(bǔ)充值為0的字節(jié)。這一步里總共補(bǔ)充的字節(jié)數(shù)為0～63個(gè)。

第二步，附加數(shù)據(jù)長度：

我們用一個(gè)64位的整數(shù)來表示數(shù)據(jù)的原始長度，這里用bit作為單位，將字符串?dāng)?shù)字的8個(gè)字節(jié)按照低位在前，高位在后的順序附加在補(bǔ)位的數(shù)據(jù)后面。這是的數(shù)據(jù)長度變?yōu)椋篖EN = K*64+56+8=（K+1）*64 Bytes。

第三步，初始化MD5參數(shù)：

這里有四個(gè)32位整數(shù)變量（ABCD），四個(gè)變量用來計(jì)算信息摘要，每一個(gè)變量都被初始化成以下十六進(jìn)制表示的數(shù)值，其中低位的字節(jié)在前面。如下所示：

A：01 23 45 67

B：89 ab cd ef

C：fe dc ba 98

D：76 54 32 10

第四步，定義四個(gè)MD5基本的按位操作函數(shù)：

其中X，Y，Z為32位整數(shù)。

F（X，Y，Z）=（X and Y）or（not（X）and Z）

G（X，Y，Z）=（X and Z）or（Y and not（Z））

H（X，Y，Z）=X xor Y xor Z

I（X，Y，Z）=Y xor（X or not（Z））

再定義四個(gè)分別用于四輪變換的函數(shù)。

設(shè)Mj表示消息的第j個(gè)子分組（從0到15），<<

FF（a，b，c，d，Mj，s，ti）表示a=b+（（a+（F（b，c，d）+Mj+ti）<<

GG（a，b，c，d，Mj，s，ti）表示a=b+（（a+（G（b，c，d）+Mj+ti）<<

HH（a，b，c，d，Mj，s，ti）表示a=b+（（a+（H（b，c，d）+Mj+ti）<<

II（a，b，c，d，Mj，s，ti）表示a=b+（（a+（I（b，c，d）+Mj+ti）<<

第五步，對輸入數(shù)據(jù)作變換。

這一步進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，N是總的字節(jié)數(shù)，以64個(gè)字節(jié)為一組，每組作一次循環(huán)，每次循環(huán)進(jìn)行四輪操作[5]。

3 總結(jié)

與傳統(tǒng)檔案管理系統(tǒng)相比，此系統(tǒng)有以下優(yōu)越性：①可以給檔案館管理員留言，留言內(nèi)容包含需要咨詢的問題和意見。它能幫助檔案管理員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并加以解決，極大的提高工作效率。也充分發(fā)揮人員自覺性和互動(dòng)性，激發(fā)用戶參加檔案館建設(shè)的積極性。②本系統(tǒng)提供的服務(wù)多樣化，不僅包括借還書服務(wù)、瀏覽新聞服務(wù)，還有公布檔案借閱排行，讓讀者查看有哪些書更受歡迎。檔案推薦服務(wù)，推薦各專業(yè)比較優(yōu)秀的檔案供讀者參考。③檔案的檢索方式很靈活，可以模糊查找，專業(yè)查找，領(lǐng)域查找，精確查找，方便用戶的使用。④由于使用的是流行的通用架構(gòu)SSH，這樣為系統(tǒng)擴(kuò)展帶來很大方便。

參考文獻(xiàn)：

[1] Ren Yong-chang，Liu Zhong-jing，Xing Tao et al.Research on Structure and Functionality of Books Management System Integrated Platform Based on MVC[J].Information Management， Innovation Management and Industrial Engineering （ICIII）. 2011，（3）：177-180.

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[5] 孫維國， 李浩然. MD5算法在數(shù)據(jù)安全中的應(yīng)用及安全性分析[J].微計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2010，31（10）：66-69.