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c++代码实现tea加密算法的实例详解

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通过c++来实现tea加密算法，最终编译成so文件，以JNI的方式提供给客户端调用，主要需要解决以下三个问题：

  • 实现tea算法，这都有开源的代码可以实现；
  • 解决padding问题；
  • 密钥做一个混淆，防止编译生成的库文件方便的被逆向拿到；

对于tea的加密算法，有成熟的各语言代码可以借鉴，下面是C++的实现：

static void tea_encrypt(uint32_t *v, uint32_t *k) {
 uint32_t v0 = v[0], v1 = v[1], sum = 0, i;
 uint32_t delta = 0x9e3779b9;
 uint32_t k0 = k[0], k1 = k[1], k2 = k[2], k3 = k[3];

 for (i = 0; i < tea_round; i++) {
 sum += delta;
 v0 += ((v1 << 4) + k0) ^ (v1 + sum) ^ ((v1 >> 5) + k1);
 v1 += ((v0 << 4) + k2) ^ (v0 + sum) ^ ((v0 >> 5) + k3);
 }

 v[0] = v0;
 v[1] = v1;
}

static void tea_decrypt(uint32_t *v, uint32_t *k) {
 uint32_t v0 = v[0], v1 = v[1], sum, i;
 sum = (tea_round == 16) ? 0xE3779B90 : 0xC6EF3720;

 uint32_t delta = 0x9e3779b9;
 uint32_t k0 = k[0], k1 = k[1], k2 = k[2], k3 = k[3];
 for (i = 0; i < tea_round; i++) {
 v1 -= ((v0 << 4) + k2) ^ (v0 + sum) ^ ((v0 >> 5) + k3);
 v0 -= ((v1 << 4) + k0) ^ (v1 + sum) ^ ((v1 >> 5) + k1);
 sum -= delta;
 }

 v[0] = v0;
 v[1] = v1;
}

生成密钥，并对密钥做一定的混淆

static uint32_t tea_key[4] = {
 0x34561234, 0x111f3423, 0x34d57910, 0x00989034
};

static uint32_t salt = 0x12031243;
static int tea_round = 16;

//做简单的混淆
static void confuse_key(uint32_t *key) {
 for (int i = 4; i > 0; i--) {
 key[4 - i] = tea_key[i - 1] ^ salt;
 }
}

最后要实现加密算法的padding，首先思考一个问题，为什么要padding呢？

因为Tea是块加密算法，8个字节为一个块。而在现实的场景中，不会所有的要加密的数据都8的倍数。比如我要加密15，35等字节该怎么办？那么这里需要涉及到两个操作：

  • 加密的时在不足8个字节的部分进行填充，直至待加密数据为8的倍数；
  • 加密时将填充的部分去掉；

那么，填充的数据是必须要有一定规则的，解密的人才知道这部分数据是填充的，而非真实的原始数据。填充部分必须有包含有表示填充长度的字段。目前比较常用的是PKCS#7填充法；即：

末尾填充的每个字节均为填充长度

比如填充一个字节就是： 0x01

填充5个字节就是： 0x05,0x05,0x05,0x05,0x05;

还有一个问题：

如果加密的字段正好为8的倍数，需不需要padding呢？

答案是也需要的，因为如果没有padding，解密者可能会把原始数据当做padding来解析（如果此时原始数据的最后几位恰好与某种padding编码相同），那么就解密出错了。

bool encrypt(const void *input, int input_len, DataBuffer &out) {
 if (input == NULL || input_len <= 0)
 return false;

 unsigned int rest_len = input_len % TEA_BLOCK_SIZE;
 //padding是必须带的，即便是TEA_BLOCK_SIZE的整数倍，也要加panding；
 //如果input_len % TEA_BLOCK_SIZE = 0， 正好是8的倍数，那么rest_len = 0; padding_len = TEA_BLOCK_SIZE 补8个字节；
 unsigned int padding_len = TEA_BLOCK_SIZE - rest_len;

 int blocks = (input_len + padding_len) / TEA_BLOCK_SIZE;
 out.expand(blocks * TEA_BLOCK_SIZE);
 out.writeBytes((const void *) input, input_len);

 //放入padding
 for (int i = 0; i < padding_len; i++) {
 out.writeInt8(padding_len);
 }

 uint32_t key[4];
 confuse_key(key);

 uint32_t *data = (uint32_t *) out.getData();
 for (int i = 0; i < blocks; i++) {
 tea_encrypt((uint32_t *) (data + 2 * i), key);
 }

 return true;
}

bool decrypt(const void *input, int input_len, DataBuffer &out) {
 if (input == NULL || input_len < 8)
 return false;

 int blocks = input_len / 8;
 out.expand(blocks * 8);
 out.writeBytes((const void *) input, blocks * 8);

 uint32_t key[4];
 confuse_key(key);

 uint32_t *data = (uint32_t *) out.getData();
 for (int i = 0; i < blocks; i++) {
 tea_decrypt((uint32_t *) (data + 2 * i), key);
 if (i == blocks - 1) {
  //最后一个block，必定包含padding，需要把padding拿出来；
  uint8_t padding_len = ((uint8_t *) (data + 2 * i))[TEA_BLOCK_SIZE - 1];
  out.stripData(padding_len);
 }
 }

 return true;
}

完整的代码已经放到github上。https://github.com/kumustone/...

总结

到此这篇关于c++代码实现tea加密算法的实例详解的文章就介绍到这了,更多相关TEA加密算法内容请搜索悠悠之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持悠悠之家！

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