主要的算法介绍
Tea/XTea/XXTea/IDEA/RC4/RC5/RC6/AES/DES/IDEA/MD5/SHA256/SHA1等加密算法
TEA系列算法
https://www.cnblogs.com/zpchcbd/p/15974293.html
可以参照这篇博客，写的比较详细
标准TEA
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
//加密函数
void encrypt (uint32_t* v, uint32_t* k) {
uint32_t v0=v[0], v1=v[1], sum=0, i; /* set up */
uint32_t delta=0x9e3779b9;
uint32_t k0=k[0], k1=k[1], k2=k[2], k3=k[3]; /* cache key */
for (i=0; i < 32; i++) { /* basic cycle start */
sum += delta;
v0 += ((v1<<4) + k0) ^ (v1 + sum) ^ ((v1>>5) + k1);
v1 += ((v0<<4) + k2) ^ (v0 + sum) ^ ((v0>>5) + k3);
} /* end cycle */
v[0]=v0; v[1]=v1;
}
//解密函数
void decrypt (uint32_t* v, uint32_t* k) {
uint32_t v0=v[0], v1=v[1], sum=0xC6EF3720, i;
uint32_t delta=0x9e3779b9;
uint32_t k0=k[0], k1=k[1], k2=k[2], k3=k[3];
for (i=0; i<32; 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;
}
int main()
{
uint32_t v[2]={1,2},k[4]={2,2,3,4};
// v为要加密的数据是两个32位无符号整数(四个字节)
// k为加密解密密钥，为4个32位无符号整数，即密钥长度为128位
printf("加密前原始数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
encrypt(v, k);
printf("加密后的数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
decrypt(v, k)
printf("解密后的数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
return 0;
}XTEA算法
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
//加密函数
void 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 < 32; 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;
}
//解密函数
void decrypt (uint32_t* v, uint32_t* k) {
uint32_t v0=v[0], v1=v[1], sum=0xC6EF3720, i;
uint32_t delta=0x9e3779b9;
uint32_t k0=k[0], k1=k[1], k2=k[2], k3=k[3];
for (i=0; i<32; 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;
}
int main()
{
uint32_t v[2]={1,2},k[4]={2,2,3,4};
// v为要加密的数据是两个32位无符号整数(四个字节)
// k为加密解密密钥，为4个32位无符号整数，即密钥长度为128位
printf("加密前原始数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
encrypt(v, k);
printf("加密后的数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
decrypt(v, k);
printf("解密后的数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
return 0;
}XXTEA算法
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#define DELTA 0x9e3779b9
#define MX (((z>>5^y<<2) + (y>>3^z<<4)) ^ ((sum^y) + (key[(p&3)^e] ^ z)))
void btea(uint32_t *v, int n, uint32_t const key[4])
{
uint32_t y, z, sum;
unsigned p, rounds, e;
if (n > 1) /* Coding Part */
{
rounds = 6 + 52/n;
sum = 0;
z = v[n-1];
do
{
sum += DELTA;
e = (sum >> 2) & 3;
for (p=0; p<n-1; p++)
{
y = v[p+1];
z = v[p] += MX;
}
y = v[0];
z = v[n-1] += MX;
}
while (--rounds);
}
else if (n < -1) /* Decoding Part */
{
n = -n;
rounds = 6 + 52/n;
sum = rounds*DELTA;
y = v[0];
do
{
e = (sum >> 2) & 3;
for (p=n-1; p>0; p--)
{
z = v[p-1];
y = v[p] -= MX;
}
z = v[n-1];
y = v[0] -= MX;
sum -= DELTA;
}
while (--rounds);
}
}
int main()
{
uint32_t v[2]= {1,2};
uint32_t const k[4]= {2,2,3,4};
int n= 2;
//n的绝对值表示v的长度，取正表示加密，取负表示解密
// v为要加密的数据是两个32位无符号整数
// k为加密解密密钥，为4个32位无符号整数，即密钥长度为128位
printf("加密前原始数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
btea(v, n, k);
printf("加密后的数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
btea(v, -n, k);
printf("解密后的数据：%u %u\n",v[0],v[1
return 0;RC4算法
RC4算法是一种对称加密算法
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
//s表的长度取256
#define size 256
unsigned char sbox[257]={0};
//初始化s表
void init_sbox(unsigned char*key){
unsigned int i,j,k;
int tmp;
for(i=0;i<size;i++){
sbox[i]=i;
}
j=k=0;
for(i=0;i<size;i++){
tmp=sbox[i];
j=(j+tmp+key[k])%size;
sbox[i]=sbox[j];
sbox[j]=tmp;
if(++k>=strlen((char*)key))k=0;
}
}
//加解密函数
void enc_dec(unsigned char*key,unsigned char*data){
int i,j,k,R,tmp;
init_sbox(key);
j=k=0;
for(i=0;i<strlen((char*)data);i++){
j=(j+1)%size;
k=(k+sbox[j])%size;
tmp=sbox[j];
sbox[j]=sbox[k];
sbox[k]=tmp;
R=sbox[(sbox[j]+sbox[k])%size];
data[i]^=R;
}
}
int main(){
unsigned char key[100]={0};
unsigned char data[100]={0};
printf("输入你要加密的字符：");
scanf("%100s",data);
printf("输入密钥：");
scanf("%40s",key);
enc_dec(key,data);
printf("enc: %s\n",data);
enc_dec(key,data);
printf("dec: %s\n",data);
return 0;
}
RC5算法(待补充)
RC6算法(待补充)
AES算法
算法介绍
(AES,Advanced Encryption Standard)为最常见的对称加密算法(微信小程序加密传输就是用这个加密算法的)。对称加密算法也就是加密和解密用相同的密钥，具体的加密流程如下图：
AES算法的几种不同的模式
ECB(电子密码本模式)
题目中常使用ECB(电子密码本模式)，这样不需要iv值，只知道密钥就可以解密密文。
CBC(密码分组连接模式)
CBC模式由IBM发明与1976年，在CBC模式中，每个平文块先与前一个密文块进行异或后，再进行加密。在这种方法中，每个密文块都依赖于它前面的所有密文块。同时，为了保证每条消息的唯一性，在第一个块中需要使用初始化向量。
又因为由于第一个密文块没有“前一个”密文块，所以需要初始化向量iv
OFB(输出反馈模式)
OFB又称输出反馈模式，前一组密码算法输出会输入到下一组密码算法输入。先用块加密器生成密钥流，然后再将密钥流与明文流异或得到密文流，解密是先用块加密器生成密钥流，再将密钥流与密文流异或得到明文，由于异或操作的对称性所以加密
和解密的流程是完全一样的。
CFB(密文反馈模式)
CFB又称密文反馈模式，前一个密文分组会被送入密码算法的输入端，再将输出的结果与明文做异或。与ECB和CBC模式只能够加密块数据不同，CFB能够将块密文（Block Cipher）转换为流密文。
main函数
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include "aes.h"
#define MAXLEN 1024
void getString(char *str, int len){
int slen = read(0, str, len);
for(int i = 0; i < slen; i++,str++){
if(*str == '\n'){
*str = '\0';
break;
}
}
}
void printASCCI(char *str, int len) {
int c;
for(int i = 0; i < len; i++) {
c = (int)*str++;
c = c & 0x000000ff;
printf("0x%x ", c);
}
printf("\n");
}
/**
* 从标准输入中读取用户输入的字符串
*/
void readPlainText(char *str, int *len) {
int plen;
while(1) {
getString(str, MAXLEN);
plen = strlen(str);
if(plen != 0 && plen % 16 == 0) {
printf("你输入的明文为：%s\n", str);
break;
}else{
printf("明文字符长度必须为16的倍数,现在的长度为%d\n", plen);
}
}
*len = plen;
}
/**
* 把字符串写进文件
*/
void writeStrToFile(char *str, int len, char *fileName) {
FILE *fp;
fp = fopen(fileName, "wb");
for(int i = 0; i < len; i++)
putc(str[i], fp);
fclose(fp);
}
void aesStrToFile(char *key) {
char p[MAXLEN];
int plen;
printf("请输入你的明文，明文字符长度必须为16的倍数\n");
readPlainText(p,&plen);
printf("进行AES加密..................\n");
aes(p, plen, key);//AES加密
printf("加密完后的明文的ASCCI为：\n");
printASCCI(p, plen);
char fileName[64];
printf("请输入你想要写进的文件名，比如'test.txt':\n");
if(scanf("%s", fileName) == 1) {
writeStrToFile(p, plen, fileName);
printf("已经将密文写进%s中了,可以在运行该程序的当前目录中找到它。\n", fileName);
}
}
/**
* 从文件中读取字符串
*/
int readStrFromFile(char *fileName, char *str) {
FILE *fp = fopen(fileName, "rb");
if(fp == NULL) {
printf("打开文件出错，请确认文件存在当前目录下！\n");
exit(0);
}
int i;
for(i = 0; i < MAXLEN && (str[i] = getc(fp)) != EOF; i++);
if(i >= MAXLEN) {
printf("解密文件过大！\n");
exit(0);
}
str[i] = '\0';
fclose(fp);
return i;
}
void deAesFile(char *key) {
char fileName[64];
char c[MAXLEN];//密文字符串
printf("请输入要解密的文件名，该文件必须和本程序在同一个目录\n");
if(scanf("%s", fileName) == 1) {
int clen = readStrFromFile(fileName, c);
printf("开始解密.........\n");
deAes(c, clen, key);
printf("解密后的明文ASCII为：\n");
printASCCI(c, clen);
printf("明文为：%s\n", c);
writeStrToFile(c,clen,fileName);
printf("现在可以打开%s来查看解密后的密文了！\n",fileName);
}
}
void aesFile(char *key) {
char fileName[64];
char fileP[MAXLEN];
printf("请输入要加密的文件名，该文件必须和本程序在同一个目录\n");
if(scanf("%s", fileName) == 1) {
readStrFromFile(fileName, fileP);
int plen = strlen(fileP);
printf("开始加密.........\n");
printf("加密前文件中字符的ASCII为：\n");
printASCCI(fileP, plen);
aes(fileP, plen, key);//开始加密
printf("加密后的密文ASCII为：\n");
printASCCI(fileP, plen);
writeStrToFile(fileP,plen,fileName);
printf("已经将加密后的密文写进%s中了\n",fileName);
}
}
int main(int argc, char const *argv[]) {
char key[17];
printf("请输入16个字符的密钥：\n");
int klen;
while(1){
getString(key,17);
klen = strlen(key);
if(klen != 16){
printf("请输入16个字符的密钥,当前密钥的长度为%d\n",klen);
}else{
printf("你输入的密钥为：%s\n",key);
break;
}
}
printf("输入's'表示要加密输入的字符串,并将加密后的内容写入到文件\n");
printf("请输入要功能选项并按回车，输入'f'表示要加密文件\n");
printf("输入'p'表示要解密文件\n");
char c;
if(scanf("%s",&c) == 1) {
if(c == 's')
aesStrToFile(key);//用AES加密字符串，并将字符串写进文件中
else if(c == 'p')
deAesFile(key);//把文件中的密文解密，并写回文件中
else if(c == 'f')//用AES加密文件
aesFile(key);
}
return 0;
}
AES.h
题目中往会改变其中的S_BOX的值。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "aes.h"
/*
* S盒
*/
static const int S[16][16] = { 0x63, 0x7c, 0x77, 0x7b, 0xf2, 0x6b, 0x6f, 0xc5, 0x30, 0x01, 0x67, 0x2b, 0xfe, 0xd7, 0xab, 0x76,
0xca, 0x82, 0xc9, 0x7d, 0xfa, 0x59, 0x47, 0xf0, 0xad, 0xd4, 0xa2, 0xaf, 0x9c, 0xa4, 0x72, 0xc0,
0xb7, 0xfd, 0x93, 0x26, 0x36, 0x3f, 0xf7, 0xcc, 0x34, 0xa5, 0xe5, 0xf1, 0x71, 0xd8, 0x31, 0x15,
0x04, 0xc7, 0x23, 0xc3, 0x18, 0x96, 0x05, 0x9a, 0x07, 0x12, 0x80, 0xe2, 0xeb, 0x27, 0xb2, 0x75,
0x09, 0x83, 0x2c, 0x1a, 0x1b, 0x6e, 0x5a, 0xa0, 0x52, 0x3b, 0xd6, 0xb3, 0x29, 0xe3, 0x2f, 0x84,
0x53, 0xd1, 0x00, 0xed, 0x20, 0xfc, 0xb1, 0x5b, 0x6a, 0xcb, 0xbe, 0x39, 0x4a, 0x4c, 0x58, 0xcf,
0xd0, 0xef, 0xaa, 0xfb, 0x43, 0x4d, 0x33, 0x85, 0x45, 0xf9, 0x02, 0x7f, 0x50, 0x3c, 0x9f, 0xa8,
0x51, 0xa3, 0x40, 0x8f, 0x92, 0x9d, 0x38, 0xf5, 0xbc, 0xb6, 0xda, 0x21, 0x10, 0xff, 0xf3, 0xd2,
0xcd, 0x0c, 0x13, 0xec, 0x5f, 0x97, 0x44, 0x17, 0xc4, 0xa7, 0x7e, 0x3d, 0x64, 0x5d, 0x19, 0x73,
0x60, 0x81, 0x4f, 0xdc, 0x22, 0x2a, 0x90, 0x88, 0x46, 0xee, 0xb8, 0x14, 0xde, 0x5e, 0x0b, 0xdb,
0xe0, 0x32, 0x3a, 0x0a, 0x49, 0x06, 0x24, 0x5c, 0xc2, 0xd3, 0xac, 0x62, 0x91, 0x95, 0xe4, 0x79,
0xe7, 0xc8, 0x37, 0x6d, 0x8d, 0xd5, 0x4e, 0xa9, 0x6c, 0x56, 0xf4, 0xea, 0x65, 0x7a, 0xae, 0x08,
0xba, 0x78, 0x25, 0x2e, 0x1c, 0xa6, 0xb4, 0xc6, 0xe8, 0xdd, 0x74, 0x1f, 0x4b, 0xbd, 0x8b, 0x8a,
0x70, 0x3e, 0xb5, 0x66, 0x48, 0x03, 0xf6, 0x0e, 0x61, 0x35, 0x57, 0xb9, 0x86, 0xc1, 0x1d, 0x9e,
0xe1, 0xf8, 0x98, 0x11, 0x69, 0xd9, 0x8e, 0x94, 0x9b, 0x1e, 0x87, 0xe9, 0xce, 0x55, 0x28, 0xdf,
0x8c, 0xa1, 0x89, 0x0d, 0xbf, 0xe6, 0x42, 0x68, 0x41, 0x99, 0x2d, 0x0f, 0xb0, 0x54, 0xbb, 0x16 };
/**
* 逆S盒
*/
static const int S2[16][16] = { 0x52, 0x09, 0x6a, 0xd5, 0x30, 0x36, 0xa5, 0x38, 0xbf, 0x40, 0xa3, 0x9e, 0x81, 0xf3, 0xd7, 0xfb,
0x7c, 0xe3, 0x39, 0x82, 0x9b, 0x2f, 0xff, 0x87, 0x34, 0x8e, 0x43, 0x44, 0xc4, 0xde, 0xe9, 0xcb,
0x54, 0x7b, 0x94, 0x32, 0xa6, 0xc2, 0x23, 0x3d, 0xee, 0x4c, 0x95, 0x0b, 0x42, 0xfa, 0xc3, 0x4e,
0x08, 0x2e, 0xa1, 0x66, 0x28, 0xd9, 0x24, 0xb2, 0x76, 0x5b, 0xa2, 0x49, 0x6d, 0x8b, 0xd1, 0x25,
0x72, 0xf8, 0xf6, 0x64, 0x86, 0x68, 0x98, 0x16, 0xd4, 0xa4, 0x5c, 0xcc, 0x5d, 0x65, 0xb6, 0x92,
0x6c, 0x70, 0x48, 0x50, 0xfd, 0xed, 0xb9, 0xda, 0x5e, 0x15, 0x46, 0x57, 0xa7, 0x8d, 0x9d, 0x84,
0x90, 0xd8, 0xab, 0x00, 0x8c, 0xbc, 0xd3, 0x0a, 0xf7, 0xe4, 0x58, 0x05, 0xb8, 0xb3, 0x45, 0x06,
0xd0, 0x2c, 0x1e, 0x8f, 0xca, 0x3f, 0x0f, 0x02, 0xc1, 0xaf, 0xbd, 0x03, 0x01, 0x13, 0x8a, 0x6b,
0x96, 0xac, 0x74, 0x22, 0xe7, 0xad, 0x35, 0x85, 0xe2, 0xf9, 0x37, 0xe8, 0x1c, 0x75, 0xdf, 0x6e,
0x47, 0xf1, 0x1a, 0x71, 0x1d, 0x29, 0xc5, 0x89, 0x6f, 0xb7, 0x62, 0x0e, 0xaa, 0x18, 0xbe, 0x1b,
0x3a, 0x91, 0x11, 0x41, 0x4f, 0x67, 0xdc, 0xea, 0x97, 0xf2, 0xcf, 0xce, 0xf0, 0xb4, 0xe6, 0x73,
0x96, 0xac, 0x74, 0x22, 0xe7, 0xad, 0x35, 0x85, 0xe2, 0xf9, 0x37, 0xe8, 0x1c, 0x75, 0xdf, 0x6e,
0x47, 0xf1, 0x1a, 0x71, 0x1d, 0x29, 0xc5, 0x89, 0x6f, 0xb7, 0x62, 0x0e, 0xaa, 0x18, 0xbe, 0x1b,
0xfc, 0x56, 0x3e, 0x4b, 0xc6, 0xd2, 0x79, 0x20, 0x9a, 0xdb, 0xc0, 0xfe, 0x78, 0xcd, 0x5a, 0xf4,
0x1f, 0xdd, 0xa8, 0x33, 0x88, 0x07, 0xc7, 0x31, 0xb1, 0x12, 0x10, 0x59, 0x27, 0x80, 0xec, 0x5f,
0x60, 0x51, 0x7f, 0xa9, 0x19, 0xb5, 0x4a, 0x0d, 0x2d, 0xe5, 0x7a, 0x9f, 0x93, 0xc9, 0x9c, 0xef,
0xa0, 0xe0, 0x3b, 0x4d, 0xae, 0x2a, 0xf5, 0xb0, 0xc8, 0xeb, 0xbb, 0x3c, 0x83, 0x53, 0x99, 0x61,
0x17, 0x2b, 0x04, 0x7e, 0xba, 0x77, 0xd6, 0x26, 0xe1, 0x69, 0x14, 0x63, 0x55, 0x21, 0x0c, 0x7d };
/*
* 获取整形数据的低8位的左4个位
*/
static int getLeft4Bit(int num) {
int left = num & 0x000000f0;
return left >> 4;
}
/**
* 获取整形数据的低8位的右4个位
*/
static int getRight4Bit(int num) {
return num & 0x0000000f;
}
/**
* 根据索引，从S盒中获得元素
*/
static int getNumFromSBox(int index) {
int row = getLeft4Bit(index);
int col = getRight4Bit(index);
return S[row][col];
}
/**
* 把一个字符转变成整型
*/
static int getIntFromChar(char c) {
int result = (int) c;
return result & 0x000000ff;
}
/**
* 把16个字符转变成4X4的数组，
* 该矩阵中字节的排列顺序为从上到下，
* 从左到右依次排列。
*/
static void convertToIntArray(char *str, int pa[4][4]) {
int k = 0;
for(int i = 0; i < 4; i++)
for(int j = 0; j < 4; j++) {
pa[j][i] = getIntFromChar(str[k]);
k++;
}
}
/**
* 打印4X4的数组
*/
static void printArray(int a[4][4]) {
for(int i = 0; i < 4; i++){
for(int j = 0; j < 4; j++)
printf("a[%d][%d] = 0x%x ", i, j, a[i][j]);
printf("\n");
}
printf("\n");
}
/**
* 打印字符串的ASSCI，
* 以十六进制显示。
*/
static void printASSCI(char *str, int len) {
for(int i = 0; i < len; i++)
printf("0x%x ", getIntFromChar(str[i]));
printf("\n");
}
/**
* 把连续的4个字符合并成一个4字节的整型
*/
static int getWordFromStr(char *str) {
int one = getIntFromChar(str[0]);
one = one << 24;
int two = getIntFromChar(str[1]);
two = two << 16;
int three = getIntFromChar(str[2]);
three = three << 8;
int four = getIntFromChar(str[3]);
return one | two | three | four;
}
/**
* 把一个4字节的数的第一、二、三、四个字节取出，
* 入进一个4个元素的整型数组里面。
*/
static void splitIntToArray(int num, int array[4]) {
int one = num >> 24;
array[0] = one & 0x000000ff;
int two = num >> 16;
array[1] = two & 0x000000ff;
int three = num >> 8;
array[2] = three & 0x000000ff;
array[3] = num & 0x000000ff;
}
/**
* 将数组中的元素循环左移step位
*/
static void leftLoop4int(int array[4], int step) {
int temp[4];
for(int i = 0; i < 4; i++)
temp[i] = array[i];
int index = step % 4 == 0 ? 0 : step % 4;
for(int i = 0; i < 4; i++){
array[i] = temp[index];
index++;
index = index % 4;
}
}
/**
* 把数组中的第一、二、三和四元素分别作为
* 4字节整型的第一、二、三和四字节，合并成一个4字节整型
*/
static int mergeArrayToInt(int array[4]) {
int one = array[0] << 24;
int two = array[1] << 16;
int three = array[2] << 8;
int four = array[3];
return one | two | three | four;
}
/**
* 常量轮值表
*/
static const int Rcon[10] = { 0x01000000, 0x02000000,
0x04000000, 0x08000000,
0x10000000, 0x20000000,
0x40000000, 0x80000000,
0x1b000000, 0x36000000 };
/**
* 密钥扩展中的T函数
*/
static int T(int num, int round) {
int numArray[4];
splitIntToArray(num, numArray);
leftLoop4int(numArray, 1);//字循环
//字节代换
for(int i = 0; i < 4; i++)
numArray[i] = getNumFromSBox(numArray[i]);
int result = mergeArrayToInt(numArray);
return result ^ Rcon[round];
}
//密钥对应的扩展数组
static int w[44];
/**
* 扩展密钥，结果是把w[44]中的每个元素初始化
*/
static void extendKey(char *key) {
for(int i = 0; i < 4; i++)
w[i] = getWordFromStr(key + i * 4);
for(int i = 4, j = 0; i < 44; i++) {
if( i % 4 == 0) {
w[i] = w[i - 4] ^ T(w[i - 1], j);
j++;//下一轮
}else {
w[i] = w[i - 4] ^ w[i - 1];
}
}
}
/**
* 轮密钥加
*/
static void addRoundKey(int array[4][4], int round) {
int warray[4];
for(int i = 0; i < 4; i++) {
splitIntToArray(w[ round * 4 + i], warray);
for(int j = 0; j < 4; j++) {
array[j][i] = array[j][i] ^ warray[j];
}
}
}
/**
* 字节代换
*/
static void subBytes(int array[4][4]){
for(int i = 0; i < 4; i++)
for(int j = 0; j < 4; j++)
array[i][j] = getNumFromSBox(array[i][j]);
}
/**
* 行移位
*/
static void shiftRows(int array[4][4]) {
int rowTwo[4], rowThree[4], rowFour[4];
//复制状态矩阵的第2,3,4行
for(int i = 0; i < 4; i++) {
rowTwo[i] = array[1][i];
rowThree[i] = array[2][i];
rowFour[i] = array[3][i];
}
//循环左移相应的位数
leftLoop4int(rowTwo, 1);
leftLoop4int(rowThree, 2);
leftLoop4int(rowFour, 3);
//把左移后的行复制回状态矩阵中
for(int i = 0; i < 4; i++) {
array[1][i] = rowTwo[i];
array[2][i] = rowThree[i];
array[3][i] = rowFour[i];
}
}
/**
* 列混合要用到的矩阵
*/
static const int colM[4][4] = { 2, 3, 1, 1,
1, 2, 3, 1,
1, 1, 2, 3,
3, 1, 1, 2 };
static int GFMul2(int s) {
int result = s << 1;
int a7 = result & 0x00000100;
if(a7 != 0) {
result = result & 0x000000ff;
result = result ^ 0x1b;
}
return result;
}
static int GFMul3(int s) {
return GFMul2(s) ^ s;
}
static int GFMul4(int s) {
return GFMul2(GFMul2(s));
}
static int GFMul8(int s) {
return GFMul2(GFMul4(s));
}
static int GFMul9(int s) {
return GFMul8(s) ^ s;
}
static int GFMul11(int s) {
return GFMul9(s) ^ GFMul2(s);
}
static int GFMul12(int s) {
return GFMul8(s) ^ GFMul4(s);
}
static int GFMul13(int s) {
return GFMul12(s) ^ s;
}
static int GFMul14(int s) {
return GFMul12(s) ^ GFMul2(s);
}
/**
* GF上的二元运算
*/
static int GFMul(int n, int s) {
int result;
if(n == 1)
result = s;
else if(n == 2)
result = GFMul2(s);
else if(n == 3)
result = GFMul3(s);
else if(n == 0x9)
result = GFMul9(s);
else if(n == 0xb)//11
result = GFMul11(s);
else if(n == 0xd)//13
result = GFMul13(s);
else if(n == 0xe)//14
result = GFMul14(s);
return result;
}
/**
* 列混合
*/
static void mixColumns(int array[4][4]) {
int tempArray[4][4];
for(int i = 0; i < 4; i++)
for(int j = 0; j < 4; j++)
tempArray[i][j] = array[i][j];
for(int i = 0; i < 4; i++)
for(int j = 0; j < 4; j++){
array[i][j] = GFMul(colM[i][0],tempArray[0][j]) ^ GFMul(colM[i][1],tempArray[1][j])
^ GFMul(colM[i][2],tempArray[2][j]) ^ GFMul(colM[i][3], tempArray[3][j]);
}
}
/**
* 把4X4数组转回字符串
*/
static void convertArrayToStr(int array[4][4], char *str) {
for(int i = 0; i < 4; i++)
for(int j = 0; j < 4; j++)
*str++ = (char)array[j][i];
}
/**
* 检查密钥长度
*/
static int checkKeyLen(int len) {
if(len == 16)
return 1;
else
return 0;
}
/**
* 参数 p: 明文的字符串数组。
* 参数 plen: 明文的长度。
* 参数 key: 密钥的字符串数组。
*/
void aes(char *p, int plen, char *key){
int keylen = strlen(key);
if(plen == 0 || plen % 16 != 0) {
printf("明文字符长度必须为16的倍数！\n");
exit(0);
}
if(!checkKeyLen(keylen)) {
printf("密钥字符长度错误！长度必须为16、24和32。当前长度为%d\n",keylen);
exit(0);
}
extendKey(key);//扩展密钥
int pArray[4][4];
for(int k = 0; k < plen; k += 16) {
convertToIntArray(p + k, pArray);
addRoundKey(pArray, 0);//一开始的轮密钥加
for(int i = 1; i < 10; i++){//前9轮
subBytes(pArray);//字节代换
shiftRows(pArray);//行移位
mixColumns(pArray);//列混合
addRoundKey(pArray, i);
}
//第10轮
subBytes(pArray);//字节代换
shiftRows(pArray);//行移位
addRoundKey(pArray, 10);
convertArrayToStr(pArray, p + k);
}
}
/**
* 根据索引从逆S盒中获取值
*/
static int getNumFromS1Box(int index) {
int row = getLeft4Bit(index);
int col = getRight4Bit(index);
return S2[row][col];
}
/**
* 逆字节变换
*/
static void deSubBytes(int array[4][4]) {
for(int i = 0; i < 4; i++)
for(int j = 0; j < 4; j++)
array[i][j] = getNumFromS1Box(array[i][j]);
}
/**
* 把4个元素的数组循环右移step位
*/
static void rightLoop4int(int array[4], int step) {
int temp[4];
for(int i = 0; i < 4; i++)
temp[i] = array[i];
int index = step % 4 == 0 ? 0 : step % 4;
index = 3 - index;
for(int i = 3; i >= 0; i--) {
array[i] = temp[index];
index--;
index = index == -1 ? 3 : index;
}
}
/**
* 逆行移位
*/
static void deShiftRows(int array[4][4]) {
int rowTwo[4], rowThree[4], rowFour[4];
for(int i = 0; i < 4; i++) {
rowTwo[i] = array[1][i];
rowThree[i] = array[2][i];
rowFour[i] = array[3][i];
}
rightLoop4int(rowTwo, 1);
rightLoop4int(rowThree, 2);
rightLoop4int(rowFour, 3);
for(int i = 0; i < 4; i++) {
array[1][i] = rowTwo[i];
array[2][i] = rowThree[i];
array[3][i] = rowFour[i];
}
}
/**
* 逆列混合用到的矩阵
*/
static const int deColM[4][4] = { 0xe, 0xb, 0xd, 0x9,
0x9, 0xe, 0xb, 0xd,
0xd, 0x9, 0xe, 0xb,
0xb, 0xd, 0x9, 0xe };
/**
* 逆列混合
*/
static void deMixColumns(int array[4][4]) {
int tempArray[4][4];
for(int i = 0; i < 4; i++)
for(int j = 0; j < 4; j++)
tempArray[i][j] = array[i][j];
for(int i = 0; i < 4; i++)
for(int j = 0; j < 4; j++){
array[i][j] = GFMul(deColM[i][0],tempArray[0][j]) ^ GFMul(deColM[i][1],tempArray[1][j])
^ GFMul(deColM[i][2],tempArray[2][j]) ^ GFMul(deColM[i][3], tempArray[3][j]);
}
}
/**
* 把两个4X4数组进行异或
*/
static void addRoundTowArray(int aArray[4][4],int bArray[4][4]) {
for(int i = 0; i < 4; i++)
for(int j = 0; j < 4; j++)
aArray[i][j] = aArray[i][j] ^ bArray[i][j];
}
/**
* 从4个32位的密钥字中获得4X4数组，
* 用于进行逆列混合
*/
static void getArrayFrom4W(int i, int array[4][4]) {
int index = i * 4;
int colOne[4], colTwo[4], colThree[4], colFour[4];
splitIntToArray(w[index], colOne);
splitIntToArray(w[index + 1], colTwo);
splitIntToArray(w[index + 2], colThree);
splitIntToArray(w[index + 3], colFour);
for(int i = 0; i < 4; i++) {
array[i][0] = colOne[i];
array[i][1] = colTwo[i];
array[i][2] = colThree[i];
array[i][3] = colFour[i];
}
}
/**
* 参数 c: 密文的字符串数组。
* 参数 clen: 密文的长度。
* 参数 key: 密钥的字符串数组。
*/
void deAes(char *c, int clen, char *key) {
int keylen = strlen(key);
if(clen == 0 || clen % 16 != 0) {
printf("密文字符长度必须为16的倍数！现在的长度为%d\n",clen);
exit(0);
}
if(!checkKeyLen(keylen)) {
printf("密钥字符长度错误！长度必须为16、24和32。当前长度为%d\n",keylen);
exit(0);
}
extendKey(key);//扩展密钥
int cArray[4][4];
for(int k = 0; k < clen; k += 16) {
convertToIntArray(c + k, cArray);
addRoundKey(cArray, 10);
int wArray[4][4];
for(int i = 9; i >= 1; i--) {
deSubBytes(cArray);
deShiftRows(cArray);
deMixColumns(cArray);
getArrayFrom4W(i, wArray);
deMixColumns(wArray);
addRoundTowArray(cArray, wArray);
}
deSubBytes(cArray);
deShiftRows(cArray);
addRoundKey(cArray, 0);
convertArrayToStr(cArray, c + k);
}
}
BASE64编码
base64.h
Base64 是一种基于64个可打印字符来表示二进制数据的表示方法。转换的时候，将3字节的数据，先后放入一个24位的缓冲区中，先来的字节占高位。数据不足3字节的话，于缓冲器中剩下的比特用0补足。每次取出6比特（因为 {\displaystyle 2^{6}=64}），按照其值选择ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/中的字符作为编码后的输出，直到全部输入数据转换完成。
通常而言 Base64 的识别特征为索引表，当我们能找到 ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/ 这样索引表，再经过简单的分析基本就能判定是 Base64 编码。
当然，有些题目 base64 的索引表是会变的，一些变种的 base64 主要 就是修改了这个索引表。
头文件实现
/*base64.h*/
#ifndef _BASE64_H
#define _BASE64_H
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
unsigned char *base64_encode(unsigned char *str);
unsigned char *bae64_decode(unsigned char *code);
#endifbase64.c
/*base64.c*/
#include "base64.h"
unsigned char *base64_encode(unsigned char *str)
{
long len;
long str_len;
unsigned char *res;
int i,j;
//定义base64编码表
unsigned char *base64_table="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
//计算经过base64编码后的字符串长度
str_len=strlen(str);
if(str_len % 3 == 0)
len=str_len/3*4;
else
len=(str_len/3+1)*4;
res=malloc(sizeof(unsigned char)*len+1);
res[len]='\0';
//以3个8位字符为一组进行编码
for(i=0,j=0;i<len-2;j+=3,i+=4)
{
res[i]=base64_table[str[j]>>2];
//取出第一个字符的前6位并找出对应的结果字符
res[i+1]=base64_table[(str[j]&0x3)<<4 | (str[j+1]>>4)];
//将第一个字符的后位与第二个字符的前4位进行组合并找到对应的结果字符
res[i+2]=base64_table[(str[j+1]&0xf)<<2 | (str[j+2]>>6)];
//将第二个字符的后4位与第三个字符的前2位组合并找出对应的结果字符
res[i+3]=base64_table[str[j+2]&0x3f];
//取出第三个字符的后6位并找出结果字符
}
switch(str_len % 3)
{
case 1:
res[i-2]='=';
res[i-1]='=';
break;
case 2:
res[i-1]='=';
break;
}
return res;
}
unsigned char *base64_decode(unsigned char *code)
{
//根据base64表，以字符找到对应的十进制数据
//这里不一定要用这个方法，可以自己写程序计算索引值，因为有些函数会改变映射
int table[]={
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,62,0,0,0,
63,52,53,54,55,56,57,58,
59,60,61,0,0,0,0,0,0,0,0,
1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,
13,14,15,16,17,18,19,20,21,
22,23,24,25,0,0,0,0,0,0,26,
27,28,29,30,31,32,33,34,35,
36,37,38,39,40,41,42,43,44,
45,46,47,48,49,50,51
};
long len;
long str_len;
unsigned char *res;
int i,j;
//计算解码后的字符串长度
len=strlen(code);
//判断编码后的字符串后是否有=
if(strstr(code,"=="))
str_len=len/4*3-2;
else if(strstr(code,"="))
str_len=len/4*3-1;
else
str_len=len/4*3;
res=malloc(sizeof(unsigned char)*str_len+1);
res[str_len]='\0';
//以4个字符为一位进行解码
for(i=0,j=0;i < len-2;j+=3,i+=4)
{
res[j]=((unsigned char)table[code[i]])<<2 | (((unsigned char)table[code[i+1]])>>4);
//取出第一个字符对应base64表的十进制数的前6位与第二个字符对应base64表的十进制数的后2位进行组合
res[j+1]=(((unsigned char)table[code[i+1]])<<4) | (((unsigned char)table[code[i+2]])>>2);
//取出第二个字符对应base64表的十进制数的后4位与第三个字符对应bas464表的十进制数的后4位进行组合
res[j+2]=(((unsigned char)table[code[i+2]])<<6) | ((unsigned char)table[code[i+3]]);
//取出第三个字符对应base64表的十进制数的后2位与第4个字符进行组合
}
return res;
}
注意上面的这个for循环，有的题目会将里面的代码异或一个值，从而达到混淆的目的
哈希算法
Hash，一般翻译做“散列”，也有直接音译为“哈希”的，就是把任意长度的输入（又叫做预映射， pre-image），通过散列算法，变换成固定长度的输出
该输出就是散列值。这种转换是一种压缩映射，也就是，散列值的空间通常远小于输入的空间
不同的输入可能会散列成相同的输出，而不可能从散列值来唯一的确定输入值。简单的说就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。
MD5
MD5（RFC 1321）是 Rivest 于1991年对MD4的改进版本。它对输入仍以512位分组，其输出是4个32位字的级联，与 MD4 相同。MD5比MD4来得复杂，并且速度较之要慢一点，但更安全，在抗分析和抗差分方面表现更好。
SHA256
对于任意长度的消息，SHA256都会产生一个256位的哈希值，称作消息摘要。
这个摘要相当于是个长度为32个字节的数组，也就是8个DWORD数据。
SHA1
SHA1是由NIST NSA设计为同DSA一起使用的，它对长度小于264的输入，产生长度为160bit的散列值，因此抗穷举（brute-force）性更好。SHA-1 设计时基于和MD4相同原理，并且模仿了该算法。
参考链接：
https://ctf-wiki.org/reverse/identify-encode-encryption/introduction/#base64
https://blog.csdn.net/Pioo_/article/details/110878905
https://www.cnblogs.com/zpchcbd/p/15974293.html
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