尝试在 MD5 算法中处理消息块时算术溢出答案

【问题标题】：Arithmetic overflow when trying to process message block in MD5 algorithm尝试在 MD5 算法中处理消息块时算术溢出
【发布时间】：2019-08-29 10:54:11
【问题描述】：

您好，我在 VB.Net 中制作了一个程序，希望在不使用 System.Security.Cryptography 的情况下输出字符串的 MD5 散列（不是最聪明的，但我想挑战），使用这里的实现：https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc1321 无论如何，当我运行我的代码时，我得到了算术溢出。到目前为止，它运行得相当顺利，输入的字符串被转换为二进制，正确填充等。但是，当我进入第 4 阶段时，我必须处理消息块，这有点奇怪。特别是在这个函数上，它在标记为的行上返回算术溢出：

 Function R1(ByRef a As ULong, ByRef b As Integer, ByRef c As Integer, ByRef d As Integer, ByRef splitmessagepart As String, ByRef S As Integer, ByRef i As Integer, ByRef T() As Long)
    'the line below returns the arithmetic overflow
    a = b + ((a + (f(b, c, d)) + splitmessagepart + T(i)) << S)

    Return a
End Function

这是函数 F：

 Function f(ByRef X As String, ByRef Y As String, ByRef Z As String)

    Dim endresult As String

    endresult = (X And Y) Or (Not X And Z)

    Return endresult
End Function

然后这是调用函数 R1 的行：

splitmessagepart = splitmessage(0)
    a = R1(a, b, c, d, splitmessagepart, 7, 1, T)

通过一些调试，我发现我的 splitmessagepart 变量在另一个函数中未正确从二进制转换为十进制，但即使我将其更改为正确的十进制版本，我仍然会溢出。我假设这发生在其他 3 个函数上，它们也执行与此类似的操作，但是程序在第一行遇到错误。我想知道是否可以帮助我弄清楚为什么会这样？如果需要我没有输入的任何代码，请询问我真的想让它工作！

谢谢

【问题讨论】：

我认为您应该重新考虑完全实现算法的方式。 String 关键字应该完全丢失，除了可用于调试/日志记录的ToString 等函数。二进制是八位字节/八位字节字符串，即字节数组。输入、输出和应该是八位字节，单词的内部工作。如果要查看中间结果，请创建一个可以调用的特殊函数，但不要在任何计算中使用字符串。
请注意，VB afaik 中没有“检查”计算，因此只有在将值解码为Integer 时才会发生异常。我不确定我是否非常喜欢ByRef，可能首先 ref 大于整数，我不认为需要它（但我不是 VB 程序员 - 我假设用法与其他语言相同）。
@MaartenBodewes 所以对于任何二进制值，我应该将它存储在一个字节数组中，而不是作为字符串？每天学习新东西！

标签： vb.net cryptography md5

【解决方案1】：

您应该将计算拆分为多个部分，并使用手表精确检查哪个运算符引发了异常。

更重要的是，您似乎已将选项严格设置为关闭。除非您绝对必须这样做，否则这不是一个好习惯。您将函数f 的参数定义为字符串，但您将整数传递给它，因此它们将隐式转换为字符串。在f 中，您使用and 和or，这将再次隐式转换您的参数，因为这些运算符未在字符串上定义。此外，您还没有定义函数输出的类型。此外，您已将splitmessagepart 定义为字符串，并尝试在字符串和整数之间使用+。你知道结果会是什么吗？我建议您打开该选项 strict 并检查所有这些隐式转换，它们可能不是您所期望的。

仅供参考，文档指出单词是 32 位对象，因此是整数。我怀疑算法中的任何地方都应该有一个字符串。

【讨论】：