MD516位和32位区别详解

一、Win10 32位和64位的区别

Win10的32位和64位，都可以在同一套硬件上运行。二者的差异在于可寻址的内存空间不同，32位操作系统的最大可寻址内存为4GB，而64位的操作系统则达到了2^64=16EB。

换言之，虽然现在的主流CPU支持多线程，却没有多达数百上千个线程同时运行的环境，因而相对于可寻址内存空间增长的速度，程序的运行效率并没有取得飞跃式的提高。

同时，64位的操作系统在处理浮点数时会更加准确，在计算机绘图、信号处理、科学计算、人工智能等领域都有更强的处理能力。而32位的操作系统在处理较小的应用程序时，相对于64位操作系统有更快的速度和更好的兼容性。

二、MD516位和32位的区别

MD516位和32位的区别在于可寻址的内存空间不同。MD516位的程序最多只能寻址2^16个内存单元，也即64K，而32位的程序可以寻址2^32个内存单元，大概在4GB左右。

这带来的直接结果是在MD5上，我们并不能使用较大的内存空间来存储更大规模的数据，而32位可以通过操作系统调用的方式来分配更大的内存空间从而提高程序的性能。不过相对于MD516位，MD532位的程序占用的空间也更大，需要更高的运算速度和内存空间。

三、MD516位与32位实现MD5算法的代码示例

MD516位实现示例代码：

#include 
#include 

#define md5_size        16

typedef uint8_t  byte;
typedef uint32_t word;

word X[] = 
{
    0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000,
    0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000,
    0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000,
    0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000,
};

word A = 0x67452301;
word B = 0xefcdab89;
word C = 0x98badcfe;
word D = 0x10325476;

void md5(byte *data, size_t len, byte *result)
{
    word X[16];
    memcpy(X, data, len);

    X[len/4] |= 0x80;
    X[(len+8)/4] = len*8;
    len += 8;

    for(int i=0; i<len; i+=64)
    {
        word AA = A;
        word BB = B;
        word CC = C;
        word DD = D;

        for(int j=0; j<64; ++j)
        {
            word f, k, r;

            if (j < 16)
            {
                f = (B & C) | ((~B) & D);
                k = 0x00000000;
                r = j;
            }
            else if (j < 32)
            {
                f = (D & B) | ((~D) & C);
                k = 0x5a827999;
                r = (5*j + 1) % 16;
            }
            else if (j < 48)
            {
                f = B ^ C ^ D;
                k = 0x6ed9eba1;
                r = (3*j + 5) % 16;
            }
            else if (j < 64)
            {
                f = C ^ (B | (~D));
                k = 0x8f1bbcdc;
                r = (7*j) % 16;
            }

            word ff = (A + f + k + X[r]);
            A = D;
            D = C;
            C = B;
            B = B + ((ff <> (32 - j % 32)));
        }

        A += AA;
        B += BB;
        C += CC;
        D += DD;
    }

    memcpy(result, &A, 4);
    memcpy(result+4, &B, 4);
    memcpy(result+8, &C, 4);
    memcpy(result+12, &D, 4);
}

MD532位实现示例代码：

#include 
#include 

#define md5_size        16

typedef uint8_t  byte;
typedef uint32_t word;

word X[] = 
{
    0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000,
    0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000,
    0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000,
    0x00000000, 0x00000000, 0x00000000, 0x00000000,
};

word A = 0x67452301;
word B = 0xefcdab89;
word C = 0x98badcfe;
word D = 0x10325476;

void md5(byte *data, size_t len, byte *result)
{
    word X[16];
    memcpy(X, data, len);

    X[len/4] |= 0x80;
    X[(len+8)/4] = len*8;
    len += 8;

    for(int i=0; i<len; i+=64)
    {
        word AA = A;
        word BB = B;
        word CC = C;
        word DD = D;

        for(int j=0; j<64; ++j)
        {
            word f, k, r;

            if (j < 16)
            {
                f = (B & C) | ((~B) & D);
                k = 0x00000000;
                r = j;
            }
            else if (j < 32)
            {
                f = (D & B) | ((~D) & C);
                k = 0x5a827999;
                r = (5*j + 1) % 16;
            }
            else if (j < 48)
            {
                f = B ^ C ^ D;
                k = 0x6ed9eba1;
                r = (3*j + 5) % 16;
            }
            else if (j < 64)
            {
                f = C ^ (B | (~D));
                k = 0x8f1bbcdc;
                r = (7*j) % 16;
            }

            word ff = (A + f + k + X[r]);
            A = D;
            D = C;
            C = B;
            B = B + ((ff <> (32 - j % 32)));
        }

        A += AA;
        B += BB;
        C += CC;
        D += DD;
    }

    memcpy(result, &A, 4);
    memcpy(result+4, &B, 4);
    memcpy(result+8, &C, 4);
    memcpy(result+12, &D, 4);
}

四、结语

总的来说，MD516位与32位的区别在于可寻址内存空间不同。相比于MD516位，MD532位可以处理更大规模的数据，但也需要更高的运算速度和内存空间。不同的应用场景需要不同的算法和优化方式。我们需要根据实际情况选择合适的方案，才能使程序达到最佳的性能。