Hash函数是密码学重要的组成部分,它广泛应用于电子商务、信息安全和电子政务等安全性要求比较高的领域中,同时也是实现数字签名、消息的完备性和消息可认证性的重要工具。MD5算法是MD结构的典型代表,也是Hash函数中的一员。因此,通过对MD5算法的研究与分析,可以更好的理解Hash函数的基本研究方法。王小云教授利用差分攻击的方法,成功找到了MD4、MD5、RIPEMD和HAVAL-128的碰撞消息。本文主要对MD5碰撞攻击用到比特追踪技术和消息修改技术进行研究,在此基础上,总结了碰撞攻击的一般步骤:引入明文消息差分、选择差分路径、确定差分条件。最后,对已有的碰撞攻击算法提出了一定的改进方案,在一定程度上可以降低碰撞攻击算法的计算复杂度。另外,本文还对MD5算法进行了一定的改进,主要是变更原始非线性函数、变更初始值、变更每一圈的常数、更改迭代流程。实验结果表明,改进后的碰撞攻击算法在一定程度上降低了计算复杂度。改进的MD5算法在抗碰撞攻击性、雪崩效应以及效率性等方面都有所提升。