Nginx config, как?
wiki.nginx.org/EmbeddedPerlModule
Как-то так (не тестировал, но должно вроде работать):
nginx.conf:

http {
    perl_require myhandler.pm;
    ...
    server {
        ...
        location ~* /original/\.(gif|jpg|png)$ {
            perl  myhandler::handler;
        }
    }
}


myhandler.pm:

package myhandler;
use nginx;
use Digest::MD5 qw(md5_hex);

sub handler {
  my $r = shift;
  if ($r->filename=~m|/original/(.*?)\.(jpg|gif|png)|) {
      my $id_md5=md5_hex($1);
      my $filename="/original/".substr($id_md5,31,1)."/".substr($id_md5,0,2)."/".substr($id_md5,2,2).".".$2;
      $r->sendfile($filename);
  }
  return OK;
}
 
1;
__END__

Может это чем-то поможет: sysoev.ru/nginx/docs/http/ngx_http_secure_link_module.html

Имхо, в nginx такое не сделать, надо как-то по-другому