算法之TEA
一丶TEA簡介
"TEA" 的全稱為"Tiny Encryption Algorithm" 是1994年由英國劍橋大學的David j.wheeler發明的.
TEA算法也算是微型加密算法
其加密流程如下
在安全學領域，TEA（Tiny Encryption Algorithm）是一種分組加密算法，它的實現非常簡單，通常只需要很精短的幾行代碼。TEA 算法最初是由劍橋計算機實驗室的 David Wheeler 和 Roger Needham 在 1994 年設計的。
TEA算法使用64位的明文分組和128位的密鑰，它使用Feistel分組加密框架，需要進行 64 輪迭代，盡管作者認為 32 輪已經足夠了。該算法使用了一個神秘常數δ作為倍數，它來源於黃金比率，以保證每一輪加密都不相同。但δ的精確值似乎並不重要，這里 TEA 把它定義為 δ=「(√5 - 1)231」（也就是程序中的 0×9E3779B9）。
之后 TEA 算法被發現存在缺陷，作為回應，設計者提出了一個 TEA 的升級版本——XTEA（有時也被稱為“tean”）。XTEA 跟 TEA 使用了相同的簡單運算，但它采用了截然不同的順序，為了阻止密鑰表攻擊，四個子密鑰（在加密過程中，原 128 位的密鑰被拆分為 4 個 32 位的子密鑰）采用了一種不太正規的方式進行混合，但速度更慢了
二丶加密解密代碼演示
加密函數:
void Encrypt(long* EntryData, long* Key)
{
//分別加密數組中的前四個字節與后4個字節,4個字節為一組每次加密兩組
unsigned long x = EntryData[0];
unsigned long y = EntryData[1];
unsigned long sum = 0;
unsigned long delta = 0x9E3779B9;
//總共加密32輪
for (int i = 0; i < 32; i++)
{
sum += delta;
x += ((y << 4) + Key[0]) ^ (y + sum) ^ ((y >> 5) + Key[1]);
y += ((x << 4) + Key[2]) ^ (x + sum) ^ ((x >> 5) + Key[3]);
}
//最后加密的結果重新寫入到數組中
EntryData[0] = x;
EntryData[1] = y;
}
其實這道題是在做CTF的時候遇到的,弄了半天百思不得其解最終搞出來了,發現其實是TEA算法.
說一下解密的思路吧.
x +=xxx
y+=xxx 這兩個公式總共是執行了32輪,可以記做為
(x+=xxx)32
(y+=xxx)32
那么解密的時候肯定也是執行32輪,每次遞減,且順序變換過來
(y-=xxx)
(x-=xxx)
其中這里的xxx就是異或的公式,根據其特性我們不需要改公式中的內容.我們可以看做是 a ^ b ^ c 反過來
c ^ b ^ a 是一樣的.
既然倒過來了.我們的變量(黃金分割)32輪的和也要依次遞減來進行解密
所以解密算法如下
void Decrypt(long* EntryData, long* Key)
{
//分別加密數組中的前四個字節與后4個字節,4個字節為一組每次加密兩組
unsigned long x = EntryData[0];
unsigned long y = EntryData[1];
unsigned long sum = 0;
unsigned long delta = 0x9E3779B9;
sum = delta << 5; //注意這里,sum = 32輪之后的黃金分割值. 因為我們要反序解密.
//總共加密32輪 那么反序也解密32輪
for (int i = 0; i < 32; i++)
{
// 先將y解開 然后參與運算在解x
y -= ((x << 4) + Key[2]) ^ (x + sum) ^ ((x >> 5) + Key[3]);
x -= ((y << 4) + Key[0]) ^ (y + sum) ^ ((y >> 5) + Key[1]);
sum -= delta;
}
//最后加密的結果重新寫入到數組中
EntryData[0] = x;
EntryData[1] = y;
}
最終實現結果
int main()
{
long Data[3] = { 0x44434241,0x48474645,0x0 };
printf("待加密的數值 = %s\r\n", (char*)Data);
long key[4] = { 0x11223344,0x55667788,0x99AABBCC,0xDDEEFF11 };
//Encrypt每次只是加密4字節數組中的兩組(也就是每次加密8個字節) 如果你數據多.可以來個for循環來循環加密,但是Entrypt內部還有32次循環,所以速度上還是會有點影響.
Encrypt(Data, key);
printf("加密后的數值 = %s\r\n", (char*)Data);
Decrypt(Data, key);
printf("解密后的數值 = %s\r\n", (char*)Data);
system("pause");
}
實現結果
完整代碼
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <Windows.h>
void Encrypt(long* EntryData, long* Key)
{
//分別加密數組中的前四個字節與后4個字節,4個字節為一組每次加密兩組
unsigned long x = EntryData[0];
unsigned long y = EntryData[1];
unsigned long sum = 0;
unsigned long delta = 0x9E3779B9;
//總共加密32輪
for (int i = 0; i < 32; i++)
{
sum += delta;
x += ((y << 4) + Key[0]) ^ (y + sum) ^ ((y >> 5) + Key[1]);
y += ((x << 4) + Key[2]) ^ (x + sum) ^ ((x >> 5) + Key[3]);
}
//最后加密的結果重新寫入到數組中
EntryData[0] = x;
EntryData[1] = y;
}
void Decrypt(long* EntryData, long* Key)
{
//分別加密數組中的前四個字節與后4個字節,4個字節為一組每次加密兩組
unsigned long x = EntryData[0];
unsigned long y = EntryData[1];
unsigned long sum = 0;
unsigned long delta = 0x9E3779B9;
sum = delta << 5; //注意這里,sum = 32輪之后的黃金分割值. 因為我們要反序解密.
//總共加密32輪 那么反序也解密32輪
for (int i = 0; i < 32; i++)
{
// 先將y解開 然后參與運算在解x
y -= ((x << 4) + Key[2]) ^ (x + sum) ^ ((x >> 5) + Key[3]);
x -= ((y << 4) + Key[0]) ^ (y + sum) ^ ((y >> 5) + Key[1]);
sum -= delta;
}
//最后加密的結果重新寫入到數組中
EntryData[0] = x;
EntryData[1] = y;
}
int main()
{
long Data[3] = { 0x44434241,0x48474645,0x0 };
printf("待加密的數值 = %s\r\n", (char*)Data);
long key[4] = { 0x11223344,0x55667788,0x99AABBCC,0xDDEEFF11 };
//Encrypt每次只是加密4字節數組中的兩組(也就是每次加密8個字節) 如果你數據多.可以來個for循環來循環加密,但是Entrypt內部還有32次循環,所以速度上還是會有點影響.
Encrypt(Data, key);
printf("加密后的數值 = %s\r\n", (char*)Data);
Decrypt(Data, key);
printf("解密后的數值 = %s\r\n", (char*)Data);
system("pause");
}