使用 PHP 构建 MD5 彩虹表生成器的完整过程

在信息安全领域，彩虹表（Rainbow Table） 是一种通过预计算哈希值和对应原始值的方式来破解密码的工具。为了实现一个简单高效的 MD5 彩虹表生成器，我使用了 PHP 和 MySQL，本文将详细介绍整个实现过程，并深入探讨如何解决开发中遇到的问题。

项目背景和需求

在项目的初始阶段，我们需要一个自动化生成 MD5 彩虹表的工具，并将生成的数据存储在 MySQL 数据库中。主要功能包括：

批量生成 MD5 哈希和对应的原始字符串
去重处理，避免重复存储相同的 MD5 哈希
可扩展性，支持任意字符集和字符串长度。
高效插入数据，避免性能瓶颈。

然而，在实现的过程中遇到了两个关键问题：

每次刷新页面时，因没有去重导致重复数据大量生成。
设置批量生成的目标条数（如 10,000 条），但数据量却无法稳定在目标值。

接下来，我们将详细拆解整个解决方案和代码实现。

环境准备

确保开发环境的搭建，包括：

PHP 7.x或更高版本
MySQL 5.x或更高版本
Apache或Nginx服务器

数据库设计

在生成彩虹表之前，我们需要设计存储数据的数据库表。

数据表结构

表名为 rainbow_table，包含以下字段：

id: 自增主键，用于标识每条记录。s
hash: 存储 MD5 哈希值。
original: 存储原始字符串。
unique_hash: 创建唯一约束，确保哈希值不重复。

SQL 表的创建代码如下：

CREATE TABLE rainbow_table (
    id INT(6) UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
    hash VARCHAR(32) NOT NULL,
    original VARCHAR(255) NOT NULL,
    UNIQUE KEY unique_hash (hash)
);

如果表不存在，我们会在 PHP 脚本中动态创建它，确保代码的鲁棒性。

PHP 脚本实现

核心逻辑概述

字符集配置：可以自由定义生成字符串所使用的字符集，包括大小写字母、数字和特殊符号。
随机生成字符串：通过随机组合字符，生成指定长度的字符串。
MD5 哈希计算：将随机字符串计算为 MD5 哈希值。
数据插入与去重：使用 INSERT IGNORE 避免重复插入。
批量生成与页面自动刷新：每次生成一定数量的数据后自动刷新页面，持续生成。

完整 PHP 代码如下：

<?php
$servername = "localhost";
$username = "md5";
$password = "123456";
$dbname = "md5";
$tableName = "rainbow_table";
// 创建数据库连接
$conn = new mysqli($servername, $username, $password, $dbname);
// 检查连接是否成功
if ($conn->connect_error) {
    die("连接失败: " . $conn->connect_error);
}
// 检查表是否存在，如果不存在则创建
$tableExists = $conn->query("SHOW TABLES LIKE '$tableName'")->num_rows > 0;
if (!$tableExists) {
    $createTableSql = "CREATE TABLE $tableName (
        id INT(6) UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,
        hash VARCHAR(32) NOT NULL,
        original VARCHAR(255) NOT NULL,
        UNIQUE KEY unique_hash (hash)
    )";
    if ($conn->query($createTableSql) === TRUE) {
        echo "表 $tableName 创建成功<br>";
    } else {
        die("创建表错误: " . $conn->error);
    }
}
// 彩虹表生成函数
function generateRainbowTable($charset, $batchSize, $conn, $tableName) {
    $charsetLength = strlen($charset);
    $count = 0;
    $maxLength = 18; // 设置随机字符串最大长度
    while ($count < $batchSize) {
        // 随机生成字符串长度
        $length = rand(1, $maxLength);
        $count += generateRandomCombination($charset, $length, $charsetLength, $conn, $batchSize - $count, $tableName);
    }
    echo "生成了 $count 条记录\n";
}
function generateRandomCombination($charset, $length, $charsetLength, $conn, $remaining, $tableName) {
    if ($remaining <= 0) return 0;
    $currentString = '';
    for ($i = 0; $i < $length; $i++) {
        $currentString .= $charset[rand(0, $charsetLength - 1)];
    }
    $hash = md5($currentString);
    // 使用 INSERT IGNORE 避免重复插入
    $stmt = $conn->prepare("INSERT IGNORE INTO $tableName (hash, original) VALUES (?, ?)");
    $stmt->bind_param("ss", $hash, $currentString);
    $stmt->execute();
    return $stmt->affected_rows > 0 ? 1 : 0;
}
// 配置
$charset = 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789.@#*?!$%^&()-_=+[]{}|;:,.<>~'; // 定义字符集
$batchSize = 2000; // 每次生成 2000 条
generateRainbowTable($charset, $batchSize, $conn, $tableName);
$conn->close();
?>

关键点解析

1. 随机生成字符串

$length = rand(1, $maxLength);
$currentString .= $charset[rand(0, $charsetLength - 1)];

使用 rand() 随机生成字符串长度，再通过字符集随机组合字符，生成目标字符串。

2. 避免重复插入

$stmt = $conn->prepare("INSERT IGNORE INTO $tableName (hash, original) VALUES (?, ?)");

使用 INSERT IGNORE 确保插入数据时，遇到重复哈希值会自动跳过，避免浪费资源。

3. 批量生成与计数

$count += generateRandomCombination($charset, $length, $charsetLength, $conn, $batchSize - $count, $tableName);

每次生成一定数量的数据，直到达到目标批量数量。

前端自动刷新页面

为了实现自动化生成，我们在前端页面使用 JavaScript 设置定时刷新，每次刷新生成一批数据：

<script>
    // 页面加载完成后自动刷新
    window.onload = function() {
        setTimeout(function() {
            location.reload();
        }, 1000); // 1秒后刷新页面
    };
</script>

通过这种方式，可以在页面刷新时持续调用生成函数，直到数据库存储满足预期需求。