MD5 (संदेश-डाइजेस्ट एल्गोरिथम) क्या है?

एमडी5 (मैसेज-डाइजेस्ट एल्गोरिथम 5) एक व्यापक रूप से प्रयुक्त क्रिप्टोग्राफिक हैश फंक्शन है जो 128-बिट हैश मान, जिसे आमतौर पर 32-वर्ण हेक्साडेसिमल संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है।

एमडी5 क्या है?

MD5, या मैसेज-डाइजेस्ट एल्गोरिथम 5, एक क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शन है जिसे 1991 में रोनाल्ड रिवेस्ट द्वारा पहले के हैश फ़ंक्शन पर सुधार के रूप में विकसित किया गया था। यह किसी भी लंबाई का इनपुट लेता है और 128-बिट निश्चित-लंबाई आउटपुट उत्पन्न करता है, जिसे आमतौर पर 32-वर्ण हेक्साडेसिमल संख्या के रूप में दर्शाया जाता है।

RSI कलन विधि 512 बिट्स के ब्लॉक में डेटा को प्रोसेस करता है, यदि आवश्यक हो तो अंतिम ब्लॉक को पैडिंग करता है, और फिर अंतिम हैश मान उत्पन्न करने के लिए गणितीय संचालन की एक श्रृंखला को पुनरावृत्त रूप से लागू करता है। यह हैश इनपुट डेटा के लिए डिजिटल फिंगरप्रिंट के रूप में कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे यह सत्यापन के लिए उपयोगी है डेटा अखंडता.

एमडी5 कैसे काम करता है?

MD5 कई अच्छी तरह से परिभाषित चरणों की एक श्रृंखला के माध्यम से काम करता है जिसमें इनपुट डेटा को प्रबंधनीय खंडों में तोड़ना, इन खंडों को संसाधित करना और परिणामों को मिलाकर अंतिम 128-बिट हैश मान तैयार करना शामिल है। यहाँ MD5 एल्गोरिथम में शामिल चरणों की विस्तृत व्याख्या दी गई है।

संदेश को भरना

मूल संदेश को पहले पैड किया जाता है ताकि उसकी लंबाई 512 बिट्स का गुणक बन जाए। पैडिंग में संदेश के अंत में एक '1' बिट जोड़ना शामिल है, उसके बाद '0' बिट्स की एक श्रृंखला है। पैड किए गए संदेश के अंतिम 64 बिट्स मूल संदेश की लंबाई को बिट्स में दर्शाते हैं, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि पैड किए गए संदेश की कुल लंबाई 512 बिट्स का गुणक है।

MD5 बफ़र्स आरंभ करना

MD5 मध्यवर्ती परिणामों को संग्रहीत करने के लिए चार 32-बिट बफ़र्स (A, B, C, D) का उपयोग करता है। इन बफ़र्स को विशिष्ट स्थिर मानों पर आरंभीकृत किया जाता है:

1. ए = 0x67452301
2. बी = 0xEFCDAB89
3. सी = 0x98BADCFE
4. डी = 0x10325476

संदेश को 512-बिट ब्लॉक में संसाधित करना

पैडेड संदेश को 512-बिट ब्लॉक में विभाजित किया जाता है। प्रत्येक ब्लॉक को 64 पुनरावृत्तियों की श्रृंखला में संसाधित किया जाता है। ब्लॉक को सोलह 32-बिट शब्दों में विभाजित किया जाता है, जिन्हें M[0] से M[15] तक लेबल किया जाता है।

मुख्य MD5 एल्गोरिथ्म: 64 पुनरावृत्तियाँ

MD5 एल्गोरिथ्म के मूल में चार राउंड होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में 16 ऑपरेशन होते हैं। प्रत्येक ऑपरेशन में, चार बफ़र्स (A, B, C, D) में से तीन पर एक नॉनलाइनियर फ़ंक्शन लागू किया जाता है, परिणाम को ब्लॉक से 32-बिट शब्दों में से एक, एक स्थिर मान और दूसरे बफ़र की सामग्री में जोड़ा जाता है।

फिर बफ़र्स को घुमाया जाता है और पूरे हैश में इनपुट बिट्स के प्रसार को सुनिश्चित करने के लिए स्थानांतरित किया जाता है। चार राउंड में से प्रत्येक एक अलग नॉनलाइनियर फ़ंक्शन का उपयोग करता है:

1. राउंड 1: F(B, C, D) = (B और C) या ((B नहीं) और D)
2. राउंड 2: G(B, C, D) = (B और D) या (C और (D नहीं))
3. राउंड 3: H(B, C, D) = B XOR C XOR D
4. राउंड 4: I(B, C, D) = C XOR (B OR (NOT D))

प्रत्येक ऑपरेशन के बाद, परिणामी मानों को बफ़र्स की मौजूदा सामग्री के साथ संयोजित किया जाता है।

बफ़र्स को अद्यतन करना

किसी ब्लॉक के लिए सभी 64 पुनरावृत्तियों को संसाधित करने के बाद, बफर्स ​​(A, B, C, D) में मान आरंभीकरण चरण से उनके मूल मानों में जोड़े जाते हैं। यह सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक ब्लॉक के प्रसंस्करण के दौरान किए गए परिवर्तन संचयी हैं।

अंतिम हैश मान

संदेश के सभी ब्लॉक संसाधित हो जाने के बाद, बफ़र्स (A, B, C, D) में अंतिम मानों को 128-बिट हैश बनाने के लिए संयोजित किया जाता है। यह 128-बिट हैश MD5 एल्गोरिथ्म का आउटपुट है और इसे आम तौर पर 32-वर्ण हेक्साडेसिमल संख्या के रूप में दर्शाया जाता है।

एमडी5 का उपयोग किस लिए किया जाता है?

MD5 का उपयोग मुख्य रूप से इनपुट से एक निश्चित लंबाई का हैश मान उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, जिसका आकार कोई भी हो सकता है। अपनी ज्ञात कमज़ोरियों के बावजूद, MD5 का उपयोग अभी भी विभिन्न परिदृश्यों में किया जाता है, विशेष रूप से गैर-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में। यहाँ बताया गया है कि MD5 का उपयोग कैसे किया जाता है:

• डेटा अखंडता सत्यापन. MD5 का इस्तेमाल आम तौर पर फ़ाइलों या डेटा की अखंडता को सत्यापित करने के लिए किया जाता है। डाउनलोड की गई फ़ाइल के MD5 हैश की तुलना किसी ज्ञात, विश्वसनीय हैश से करके, उपयोगकर्ता पुष्टि कर सकते हैं कि फ़ाइल को डाउनलोड के दौरान बदला या दूषित नहीं किया गया है। संचरण.
• चेकसम पीढ़ी. MD5 का उपयोग उत्पन्न करने के लिए किया जाता है चेकसम डेटा ब्लॉक या फ़ाइलों के लिए। इन चेकसम का उपयोग अक्सर सॉफ़्टवेयर वितरण में किया जाता है, जहाँ डेवलपर्स MD5 हैश प्रदान करते हैं ताकि उपयोगकर्ता यह सत्यापित कर सकें कि डाउनलोड की गई फ़ाइल पूरी और अपरिवर्तित है।
• डिजीटल हस्ताक्षर। कुछ मामलों में, डिजिटल हस्ताक्षर बनाने में MD5 का इस्तेमाल किया गया है। हालाँकि सुरक्षा चिंताओं के कारण अब यह कम आम है, विरासत प्रणाली कुछ डिजिटल हस्ताक्षर एल्गोरिदम में अभी भी MD5 पर निर्भर रहना पड़ सकता है।
• पासवर्ड हैशिंग. MD5 का प्रयोग ऐतिहासिक रूप से हैश करने के लिए किया जाता रहा है पासवर्ड उन्हें संग्रहीत करने से पहले डेटाबेसहालांकि, MD5 की कमजोरियों के कारण, इस अभ्यास को हतोत्साहित किया जाता है, और bcrypt, SHA-256, या Argon2 जैसे अधिक सुरक्षित हैशिंग एल्गोरिदम की सिफारिश की जाती है।
• डेटा डुप्लीकेशन. MD5 का उपयोग प्रत्येक फ़ाइल के लिए हैश उत्पन्न करके और हैश की तुलना करके डुप्लिकेट फ़ाइलों की पहचान करने के लिए किया जा सकता है। यदि दो फ़ाइलें एक ही हैश उत्पन्न करती हैं, तो वे संभवतः समान हैं, जिससे कुशल संचालन की अनुमति मिलती है डेटा डिडुप्लीकेशन.
• फ़ाइल और डेटा फ़िंगरप्रिंटिंग. MD5 का उपयोग फ़ाइलों या डेटा सेट के लिए अद्वितीय पहचानकर्ता (फ़िंगरप्रिंट) बनाने के लिए किया जाता है, जिससे तुलना, अनुक्रमण और खोज संचालन आसान हो जाता है। यह विशेष रूप से बड़े डेटासेट या फ़ोरेंसिक जांच में उपयोगी है।
• संस्करण नियंत्रण प्रणालियां. संस्करण नियंत्रण प्रणालियों में, MD5 का उपयोग परिवर्तनों का पता लगाने के लिए किया जा सकता है फ़ाइलों या किसी फ़ाइल के प्रत्येक संस्करण के लिए एक अद्वितीय हैश उत्पन्न करके संशोधनों को ट्रैक करना।
• एम्बेडेड सिस्टम और कम संसाधन वातावरण। कुछ कम संसाधन वाले वातावरणों में, जहां गणना शक्ति सीमित होती है, एमडी5 का उपयोग अभी भी किया जाता है, क्योंकि इसकी प्रसंस्करण गति अपेक्षाकृत तेज होती है और संसाधन की आवश्यकता भी कम होती है।

MD5 और सुरक्षा

MD5, जो कभी व्यापक रूप से विश्वसनीय क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शन था, अब महत्वपूर्ण कमज़ोरियों के कारण असुरक्षित माना जाता है जो सुरक्षा-संवेदनशील अनुप्रयोगों में इसकी प्रभावशीलता को कमज़ोर करते हैं। MD5 के साथ प्राथमिक समस्या टकराव के हमलों के लिए इसकी संवेदनशीलता है, जहाँ दो अलग-अलग इनपुट एक ही हैश मान उत्पन्न कर सकते हैं। यह कमज़ोरी हमलावरों को बिना पता लगाए डेटा में हेरफेर करने की अनुमति देती है, जिससे MD5 उन कार्यों के लिए अनुपयुक्त हो जाता है जिनमें मजबूत क्रिप्टोग्राफ़िक आश्वासन की आवश्यकता होती है, जैसे कि डिजिटल हस्ताक्षर, SSL प्रमाणपत्र, और पासवर्ड हैशिंग.

इसकी गति और सरलता के बावजूद, MD5 में सुरक्षा दोषों के कारण इसे धीरे-धीरे अप्रचलित किया जाने लगा है, तथा ऐसे अनुप्रयोगों के लिए SHA-256 जैसे अधिक सुरक्षित विकल्पों की सिफारिश की जाने लगी है, जहां डेटा अखंडता और प्रामाणिकता महत्वपूर्ण होती है।

एमडी5 एल्गोरिदम के फायदे और नुकसान

एमडी5 एल्गोरिदम, अपनी लोकप्रियता के बावजूद, इसके फायदे और नुकसान दोनों हैं जो विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए इसकी उपयुक्तता को प्रभावित करते हैं। इन फायदे और नुकसानों को समझना यह निर्धारित करने के लिए आवश्यक है कि कब और कहाँ एमडी5 का प्रभावी ढंग से उपयोग किया जा सकता है।

एमडी5 के लाभ

MD5 का उपयोग कई वर्षों से कई उल्लेखनीय लाभों के कारण व्यापक रूप से किया जा रहा है, खासकर उन परिदृश्यों में जहां गति और सरलता मुख्य विचार हैं। इनमें शामिल हैं:

• गति और दक्षता। MD5 एक तेज़ हैशिंग एल्गोरिदम है, जो इसे ऐसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहाँ प्रदर्शन महत्वपूर्ण है। न्यूनतम कम्प्यूटेशनल ओवरहेड के साथ डेटा को तेज़ी से प्रोसेस करने की इसकी क्षमता ने इसे उन स्थितियों में लोकप्रिय बना दिया है जहाँ बड़ी मात्रा में डेटा को कुशलतापूर्वक हैश करने की आवश्यकता होती है।
• कार्यान्वयन में सरलता एवं आसानी। एल्गोरिथ्म का डिज़ाइन सरल है, और इसे विभिन्न अनुप्रयोगों में आसानी से लागू किया जा सकता है। प्रोग्रामिंग की भाषाएँयह सरलता MD5 को डेवलपर्स के लिए सुलभ बनाती है और सॉफ्टवेयर अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाती है।
• व्यापक अनुकूलता और समर्थन. MD5 को पिछले कुछ वर्षों में कई सिस्टम, लाइब्रेरी और प्रोटोकॉल में एकीकृत किया गया है, जिससे सभी प्लेटफ़ॉर्म पर व्यापक अनुकूलता प्रदान की गई है। इस व्यापक स्वीकृति का मतलब है कि MD5 कई मौजूदा सिस्टम और अनुप्रयोगों के लिए एक मानक विकल्प बना हुआ है, जिससे एकीकरण में आसानी सुनिश्चित होती है।
• छोटा हैश आउटपुट. MD128 द्वारा उत्पादित 5-बिट हैश मान अपेक्षाकृत कॉम्पैक्ट है, जो ऐसे वातावरण में लाभप्रद है जहां भंडारण या संचरण बैंडविड्थ सीमित है। हैश का छोटा आकार कुशल भंडारण और संचरण की अनुमति देता है, खासकर उन परिदृश्यों में जहां कई हैश को संभालने की आवश्यकता होती है।
• गैर-क्रिप्टोग्राफ़िक अनुप्रयोग. सुरक्षा-संवेदनशील संदर्भों में अपनी कमज़ोरियों के बावजूद, MD5 गैर-क्रिप्टोग्राफ़िक उद्देश्यों, जैसे चेकसम और फ़ाइल सत्यापन के लिए उपयोगी बना हुआ है। इन मामलों में, प्राथमिक लक्ष्य आकस्मिक त्रुटियों का पता लगाना है डेटा दूषण, मजबूत क्रिप्टोग्राफिक सुरक्षा प्रदान करने के बजाय, एमडी5 की गति और सरलता को मूल्यवान संपत्ति बना दिया।

एमडी5 के नुकसान

जबकि MD5 एक समय में व्यापक रूप से अपनाया जाने वाला क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शन था, समय के साथ कई महत्वपूर्ण कमियों की पहचान की गई है, जिसके कारण सुरक्षा-संबंधी अनुप्रयोगों के लिए इसका उपयोग कम हो गया है। इनमें शामिल हैं:

• टक्कर की भेद्यता. MD5 टकराव के हमलों के लिए अतिसंवेदनशील है, जहां दो अलग-अलग इनपुट एक ही हैश मान उत्पन्न करते हैं। यह दोष हैश फ़ंक्शन की अखंडता से समझौता करता है, जिससे हमलावरों को बिना पता लगाए दुर्भावनापूर्ण डेटा को प्रतिस्थापित करने की अनुमति मिलती है।
• पूर्व छवि हमले. MD5 प्रीइमेज हमलों के प्रति संवेदनशील है, जहां हमलावर एक इनपुट पा सकता है जो एक विशिष्ट मान के लिए हैश करता है। हैश को रिवर्स-इंजीनियर करने की यह क्षमता संवेदनशील जानकारी की सुरक्षा में MD5 की प्रभावशीलता को कमजोर करती है।
• गति और सरलता कमजोरी है। जबकि MD5 की गति और सरलता इसे गैर-महत्वपूर्ण कार्यों के लिए कुशल बनाती है, यही गुण हमलावरों के लिए इसे निष्पादित करना आसान बनाते हैं पाशविक बल के हमले, विशेषकर आधुनिक कंप्यूटिंग शक्ति के साथ।
• सुरक्षित अनुप्रयोगों में अप्रचलित. इसकी कमज़ोरियों के कारण, MD5 को अब क्रिप्टोग्राफ़िक सुरक्षा में उपयोग के लिए अनुशंसित नहीं किया जाता है, जिसमें डिजिटल हस्ताक्षर, SSL प्रमाणपत्र और पासवर्ड हैशिंग शामिल हैं। एल्गोरिथ्म की खामियों के कारण इसे SHA-256 जैसे अधिक सुरक्षित विकल्पों द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है।
• सीमित हैश लंबाई. MD128 की 5-बिट हैश लंबाई SHA-256 जैसे आधुनिक एल्गोरिदम की तुलना में कम है, जिससे यह ब्रूट-फोर्स या बर्थडे हमलों जैसे हमलों के प्रति कम प्रतिरोधी है, जहां टकराव की संभावना अधिक होती है।

एमडी5 विकल्प

MD5 से जुड़ी सुरक्षा कमज़ोरियों के कारण, कई ज़्यादा सुरक्षित और मज़बूत क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शन आमतौर पर विभिन्न अनुप्रयोगों में विकल्प के रूप में इस्तेमाल किए जाते हैं। यहाँ कुछ सबसे व्यापक रूप से अपनाए गए विकल्प दिए गए हैं:

• SHA-1 (सुरक्षित हैश एल्गोरिथम 1). हालाँकि MD5 से ज़्यादा सुरक्षित होने के बावजूद, SHA-1 को भी इसी तरह की कमज़ोरियों, खास तौर पर टकराव के हमलों के कारण अप्रचलित कर दिया गया है। हालाँकि, इसकी कमज़ोरियों का पता चलने से पहले इसका व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाता था और यह अभी भी कुछ विरासत प्रणालियों में पाया जाता है।
• SHA-256 (सुरक्षित हैश एल्गोरिथ्म 256-बिट). SHA-2 परिवार का हिस्सा, SHA-256 एक अत्यधिक सुरक्षित और व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला हैश फ़ंक्शन है जो 256-बिट हैश मान उत्पन्न करता है। यह वर्तमान में डिजिटल हस्ताक्षर, SSL प्रमाणपत्र और ब्लॉकचेन तकनीक सहित कई क्रिप्टोग्राफ़िक अनुप्रयोगों के लिए मानक है।
• SHA-3 (सुरक्षित हैश एल्गोरिथम 3). SHA परिवार का सबसे हालिया सदस्य, SHA-3, SHA-2 की तुलना में एक अलग अंतर्निहित संरचना प्रदान करता है और इससे भी अधिक मजबूत सुरक्षा गारंटी प्रदान करता है। इसे पिछले SHA एल्गोरिदम के खिलाफ सभी ज्ञात प्रकार के हमलों के लिए प्रतिरोधी होने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• बीक्रिप्ट. Bcrypt एक पासवर्ड हैशिंग फ़ंक्शन है जो रेनबो टेबल हमलों से बचाने के लिए एक सॉल्ट को शामिल करता है और इसे कम्प्यूटेशनल रूप से महंगा बनाया गया है, जिससे ब्रूट-फोर्स हमले अधिक कठिन हो जाते हैं। पासवर्ड को सुरक्षित रूप से संग्रहीत करने के लिए यह एक आम विकल्प है।
• आर्गन2. आर्गन2 एक आधुनिक, मेमोरी-हार्ड पासवर्ड हैशिंग एल्गोरिदम है जो GPU-आधारित हमलों के खिलाफ मजबूत प्रतिरोध प्रदान करता है। इसे पासवर्ड हैशिंग के लिए सबसे अच्छे विकल्पों में से एक माना जाता है और इसने 2015 में पासवर्ड हैशिंग प्रतियोगिता (PHC) जीती थी।
• ब्लेक2. ब्लेक2 एक हाई-स्पीड क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शन है जो SHA-3 के बराबर सुरक्षा प्रदान करता है लेकिन प्रदर्शन के मामले में तेज़ और अधिक कुशल है। यह क्रिप्टोग्राफ़िक और गैर-क्रिप्टोग्राफ़िक दोनों अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।
• आरआईपीईएमडी-160. RIPEMD-160 एक क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शन है जो 160-बिट हैश मान उत्पन्न करता है। SHA-2 की तुलना में कम इस्तेमाल होने के बावजूद, यह एक अलग डिज़ाइन दर्शन के साथ एक उचित विकल्प प्रदान करता है, जो क्रिप्टोग्राफ़िक कार्यान्वयन में विविधता प्रदान करता है।

MD5 बनाम SHA

MD5 और SHA (सिक्योर हैश एल्गोरिथम) दोनों क्रिप्टोग्राफिक हैश फ़ंक्शन हैं, लेकिन सुरक्षा और मजबूती के मामले में वे काफी भिन्न हैं।

MD5 128-बिट हैश मान उत्पन्न करता है और अपनी गति और सरलता के लिए जाना जाता है। हालाँकि, यह गंभीर कमज़ोरियों से ग्रस्त है, जिसमें टकराव और प्रीइमेज हमलों के प्रति संवेदनशीलता शामिल है, जो इसे सुरक्षित अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त बनाता है।

इसके विपरीत, SHA, विशेष रूप से SHA-2 और SHA-3, बहुत अधिक मजबूत सुरक्षा सुविधाएँ प्रदान करते हैं। SHA-2 256 बिट्स (SHA-256) या उससे अधिक के हैश मान उत्पन्न करता है, जो हमलों के लिए बेहतर प्रतिरोध प्रदान करता है, जबकि SHA-3 एक अलग क्रिप्टोग्राफ़िक संरचना प्रदान करता है जिसमें और भी अधिक सुरक्षा आश्वासन होता है। परिणामस्वरूप, आधुनिक क्रिप्टोग्राफ़िक प्रथाओं में MD5 की तुलना में SHA एल्गोरिदम को प्राथमिकता दी जाती है, खासकर जहाँ डेटा अखंडता और सुरक्षा सर्वोपरि है।