PHP MD5 16 位二進制與 32 位十六進制字符串互轉實戰

核心概念

• 32 位十六進制：md5($str) 預設輸出，每字節 2 個十六進制字符，共 32 字符
• 16 位二進制：md5($str, true) 輸出原始 16 字節二進制數據（可能包含不可見字符）

互轉代碼演示

<?php
$str = 'test';

// 1. 32 位十六進制（預設）
$cm = md5($str);           // "098f6bcd4621d373cade4e832627b4f6"

// 2. 16 位二進制（原始）
$bm = md5($str, true);     // 二進制字符串，長度 16 字節

// ---------------------------------------------------------
// 十六進制字符串 → 二進制
// ---------------------------------------------------------
// 方法一：pack（標準方式）
$bstr = pack('H*', $cm);   // 等同於 $bm

// 方法二：手動轉換（教學用）
$bstr_manual = '';
for ($i = 0; $i < 32; $i += 2) {
    $bstr_manual .= chr(hexdec(substr($cm, $i, 2)));
}

// ---------------------------------------------------------
// 二進制 → 十六進制字符串
// ---------------------------------------------------------
// 方法一：unpack + implode（標準方式）
$cstr = implode(unpack('H*', $bm)); // 等同於 $cm

// 方法二：bin2hex（PHP 內建，最簡潔）
$cstr2 = bin2hex($bm);              // 等同於 $cm

// ---------------------------------------------------------
// 驗證與展示
// ---------------------------------------------------------
echo "原始字符串: $str\n";
echo "32位十六進制: $cm\n";
echo "bin2hex還原: $cstr2\n";
echo "pack還原長度: " . strlen($bstr) . " 字節\n";

// URL 編碼查看二進制內容
echo "urlencode(二進制): " . urlencode($bm) . "\n";
echo "urlencode(pack): " . urlencode($bstr) . "\n";

// 關鍵斷言
assert($cm === $cstr2, "hex 互轉失敗");
assert($bm === $bstr, "bin 互轉失敗");
assert($bm === $bstr_manual, "手動轉換失敗");
echo "\n✅ 所有斷言通過！\n";
?>

函數對照表

實際應用場景

1. 數據庫存儲：二進制 BINARY(16) 節省 50% 空間（vs CHAR(32)）
2. 網絡傳輸：二進制體積小，但需 Base64 編碼放入 JSON/Header
3. 加密/簽名：HMAC、AES 金鑰派生常需原始二進制
4. 索引/比較：二進制比較比字符串快，MySQL BINARY 索引更高效

資料庫字段選型建議

-- 推薦：二進制存儲（最省空間、最快比較）
`md5_hash` BINARY(16) NOT NULL

-- 兼容舊系統：十六進制字符串
`md5_hash` CHAR(32) NOT NULL COLLATE ascii_bin

-- 插入示例（PDO）
$stmt = $pdo->prepare("INSERT INTO files (md5_hash) VALUES (?)");
$stmt->bindValue(1, md5($content, true), PDO::PARAM_LOB); // 或 PARAM_STR
$stmt->execute();

-- 查詢示例
$stmt = $pdo->prepare("SELECT * FROM files WHERE md5_hash = ?");
$stmt->bindValue(1, md5($searchContent, true), PDO::PARAM_LOB);
$stmt->execute();

常見坑點

• md5($str, true) 返回的二進制字符串不能直接 用 echo 輸出、json_encode、存入文本字段
• unpack('H*', ...) 返回關聯陣列（鍵名為 1），需 implode 或 reset 取值
• PHP 8.0+ 可用 $hash >>> 0 處理無符號整數，舊版用 sprintf('%u', $hash)