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The dreams in which I'm dying are the best I've ever had...

TEA加密算法的C/C++实现

TEA(Tiny Encryption Algorithm) 是一种简单高效的加密算法,以加密解密速度快,实现简单著称。算法真的很简单,TEA算法每一次可以操作64-bit(8-byte),采用128-bit(16-byte)作为key,算法采用迭代的形式,推荐的迭代轮数是64轮,最少32轮。目前我只知道QQ一直用的是16轮TEA。没什么好说的,先给出C语言的源代码(默认是32轮):
 1 void encrypt(unsigned long *v, unsigned long *k) {
 2     unsigned long y=v[0], z=v[1], sum=0, i;         /* set up */

 3     unsigned long delta=0x9e3779b9;                 /* a key schedule constant */
 4     unsigned long a=k[0], b=k[1], c=k[2], d=k[3];   /* cache key */
 5     for (i=0; i < 32; i++) {                        /* basic cycle start */
 6         sum += delta;
 7         y += ((z<<4+ a) ^ (z + sum) ^ ((z>>5+
 b);
 8         z += ((y<<4+ c) ^ (y + sum) ^ ((y>>5+ d);/* end cycle */

 9     }
10     v[0]=
y;
11     v[1]=
z;
12 
}
13 

14 void decrypt(unsigned long *v, unsigned long *k) {
15     unsigned long y=v[0], z=v[1], sum=0xC6EF3720, i; /* set up */

16     unsigned long delta=0x9e3779b9;                  /* a key schedule constant */
17     unsigned long a=k[0], b=k[1], c=k[2], d=k[3];    /* cache key */
18     for(i=0; i<32; i++) {                            /* basic cycle start */
19         z -= ((y<<4+ c) ^ (y + sum) ^ ((y>>5+ d);
20         y -= ((z<<4+ a) ^ (z + sum) ^ ((z>>5+
 b);
21         sum -= delta;                                /* end cycle */

22     }
23     v[0]=
y;
24     v[1]=
z;
25 }

C语言写的用起来当然不方便,没关系,用C++封装以下就OK了:
util.h
 1 #ifndef UTIL_H
 2 
#define UTIL_H
 3 

 4 #include <string>
 5 #include <cstdlib>
 6 
 7 typedef unsigned char byte;
 8 typedef unsigned long
 ulong;
 9 

10 /*
11 *convert int to hex char.
12 
*example:10 -> 'A',15 -> 'F'
13 */

14 char intToHexChar(int x);
15 

16 /*
17 *convert hex char to int.
18 
*example:'A' -> 10,'F' -> 15
19 */

20 int hexCharToInt(char hex);
21 

22 using std::string;
23 /*

24 *convert a byte array to hex string.
25 
*hex string format example:"AF B0 80 7D"
26 */

27 string bytesToHexString(const byte *in, size_t size);
28 

29 /*
30 *convert a hex string to a byte array.
31 
*hex string format example:"AF B0 80 7D"
32 */

33 size_t hexStringToBytes(const string &str, byte *out);
34 

35 #endif/*UTIL_H*/

util.cpp
 1 #include "util.h"
 2 #include <vector>
 3 
 4 using namespace std;
 5 

 6 char intToHexChar(int x) {
 7     static const char HEX[16=
 {
 8         '0''1''2''3'
,
 9         '4''5''6''7'
,
10         '8''9''A''B'
,
11         'C''D''E''F'

12     };
13     return
 HEX[x];
14 
}
15 

16 int hexCharToInt(char hex) {
17     hex =
 toupper(hex);
18     if
 (isdigit(hex))
19         return (hex - '0'
);
20     if
 (isalpha(hex))
21         return (hex - 'A' + 10
);
22     return 0
;
23 
}
24 

25 string bytesToHexString(const byte *in, size_t size) {
26 
    string str;
27     for (size_t i = 0; i < size; ++
i) {
28         int t =
 in[i];
29         int a = t / 16
;
30         int b = t % 16
;
31         str.append(1
, intToHexChar(a));
32         str.append(1
, intToHexChar(b));
33         if (i != size - 1
)
34             str.append(1' '
);
35 
    }
36     return
 str;
37 
}
38 

39 size_t hexStringToBytes(const string &str, byte *out) {
40 

41     vector<string> vec;
42     string::size_type currPos = 0, prevPos = 0
;
43     while ((currPos = str.find(' ', prevPos)) !=
 string::npos) {
44         string b(str.substr(prevPos, currPos -
 prevPos));
45 
        vec.push_back(b);
46         prevPos = currPos + 1
;
47 
    }
48     if (prevPos <
 str.size()) {
49 
        string b(str.substr(prevPos));
50 
        vec.push_back(b);
51 
    }
52     typedef vector<string>
::size_type sz_type;
53     sz_type size =
 vec.size();
54     for (sz_type i = 0; i < size; ++
i) {
55         int a = hexCharToInt(vec[i][0
]);
56         int b = hexCharToInt(vec[i][1
]);
57         out[i] = a * 16 +
 b;
58 
    }
59     return
 size;
60 }

tea.h
 1 #ifndef TEA_H
 2 
#define TEA_H
 3 

 4 /*
 5 *for htonl,htonl
 6 
*do remember link "ws2_32.lib"
 7 */

 8 #include <winsock2.h>
 9 #include "util.h"
10 
11 class TEA {
12 public
:
13     TEA(const byte *key, int round = 32, bool isNetByte = false
);
14     TEA(const TEA &
rhs);
15     TEA& operator=(const TEA &
rhs);
16     void encrypt(const byte *in, byte *
out);
17     void decrypt(const byte *in, byte *
out);
18 private
:
19     void encrypt(const ulong *in, ulong *
out);
20     void decrypt(const ulong *in, ulong *
out);
21     ulong ntoh(ulong netlong) { return _isNetByte ?
 ntohl(netlong) : netlong; }
22     ulong hton(ulong hostlong) { return _isNetByte ?
 htonl(hostlong) : hostlong; }
23 private
:
24     int _round; //iteration round to encrypt or decrypt

25     bool _isNetByte; //whether input bytes come from network
26     byte _key[16]; //encrypt or decrypt key
27 };
28 

29 #endif/*TEA_H*/

tea.cpp
 1 #include "tea.h"
 2 #include <cstring> //for memcpy,memset
 3 
 4 using namespace std;
 5 

 6 TEA::TEA(const byte *key, int round /*= 32*/, bool isNetByte /*= false*/)
 7 
:_round(round)
 8 
,_isNetByte(isNetByte) {
 9     if (key != 0
)
10         memcpy(_key, key, 16
);
11     else

12         memset(_key, 016);
13 
}
14 

15 TEA::TEA(const TEA &rhs)
16 
:_round(rhs._round)
17 
,_isNetByte(rhs._isNetByte) {
18     memcpy(_key, rhs._key, 16
);
19 
}
20 

21 TEA& TEA::operator=(const TEA &rhs) {
22     if (&rhs != this
) {
23         _round =
 rhs._round;
24         _isNetByte =
 rhs._isNetByte;
25         memcpy(_key, rhs._key, 16
);
26 
    }
27     return *this
;
28 
}
29 

30 void TEA::encrypt(const byte *in, byte *out) {
31     encrypt((const ulong*)in, (ulong*
)out);
32 
}
33 

34 void TEA::decrypt(const byte *in, byte *out) {
35     decrypt((const ulong*)in, (ulong*
)out);
36 
}
37 

38 void TEA::encrypt(const ulong *in, ulong *out) {
39 

40     ulong *= (ulong*)_key;
41     register ulong y = ntoh(in[0
]);
42     register ulong z = ntoh(in[1
]);
43     register ulong a = ntoh(k[0
]);
44     register ulong b = ntoh(k[1
]);
45     register ulong c = ntoh(k[2
]);
46     register ulong d = ntoh(k[3
]);
47     register ulong delta = 0x9E3779B9/* (sqrt(5)-1)/2*2^32 */

48     register int round = _round;
49     register ulong sum = 0
;
50 

51     while (round--) {    /* basic cycle start */
52         sum += delta;
53         y += ((z << 4+ a) ^ (z + sum) ^ ((z >> 5+
 b);
54         z += ((y << 4+ c) ^ (y + sum) ^ ((y >> 5+
 d);
55     }    /* end cycle */

56     out[0= ntoh(y);
57     out[1=
 ntoh(z);
58 
}
59 

60 void TEA::decrypt(const ulong *in, ulong *out) {
61 

62     ulong *= (ulong*)_key;
63     register ulong y = ntoh(in[0
]);
64     register ulong z = ntoh(in[1
]);
65     register ulong a = ntoh(k[0
]);
66     register ulong b = ntoh(k[1
]);
67     register ulong c = ntoh(k[2
]);
68     register ulong d = ntoh(k[3
]);
69     register ulong delta = 0x9E3779B9/* (sqrt(5)-1)/2*2^32 */

70     register int round = _round;
71     register ulong sum = 0
;
72 

73     if (round == 32)
74         sum = 0xC6EF3720/* delta << 5*/

75     else if (round == 16)
76         sum = 0xE3779B90/* delta << 4*/

77     else
78         sum = delta * round;
79 

80     while (round--) {    /* basic cycle start */
81         z -= ((y << 4+ c) ^ (y + sum) ^ ((y >> 5+ d);
82         y -= ((z << 4+ a) ^ (z + sum) ^ ((z >> 5+
 b);
83         sum -=
 delta;
84     }    /* end cycle */

85     out[0= ntoh(y);
86     out[1=
 ntoh(z);
87 }

需要说明的是TEA的构造函数:
TEA(const byte *key, int round = 32, bool isNetByte = false);
1.key - 加密或解密用的128-bit(16byte)密钥。
2.round - 加密或解密的轮数,常用的有64,32,16。
3.isNetByte - 用来标记待处理的字节是不是来自网络,为true时在加密/解密前先要转换成本地字节,执行加密/解密,然后再转换回网络字节。偷偷告诉你,QQ就是这样做的!

最后当然少不了测试代码:
test.cpp
 1 #include "tea.h"
 2 #include "util.h"
 3 #include <iostream>
 4 
 5 using namespace std;
 6 

 7 int main() {
 8 

 9     const string plainStr("AD DE E2 DB B3 E2 DB B3");
10     const string keyStr("3A DA 75 21 DB E2 DB B3 11 B4 49 01 A5 C6 EA D4"
);
11     const int SIZE_IN = 8, SIZE_OUT = 8, SIZE_KEY = 16
;
12     byte
 plain[SIZE_IN], crypt[SIZE_OUT], key[SIZE_KEY];
13 

14     size_t size_in = hexStringToBytes(plainStr, plain);
15     size_t size_key =
 hexStringToBytes(keyStr, key);
16 

17     if (size_in != SIZE_IN || size_key != SIZE_KEY)
18         return -1
;
19 

20     cout << "Plain: " << bytesToHexString(plain, size_in) << endl;
21     cout << "Key  : " << bytesToHexString(key, size_key) <<
 endl;
22 

23     TEA tea(key, 16true);
24 
    tea.encrypt(plain, crypt);
25     cout << "Crypt: " << bytesToHexString(crypt, SIZE_OUT) <<
 endl;
26 

27     tea.decrypt(crypt, plain);
28     cout << "Plain: " << bytesToHexString(plain, SIZE_IN) <<
 endl;
29     return 0
;
30 }

运行结果:
Plain: AD DE E2 DB B3 E2 DB B3
Key  : 3A DA 75 21 DB E2 DB B3 11 B4 49 01 A5 C6 EA D4
Crypt: 3B 3B 4D 8C 24 3A FD F2
Plain: AD DE E2 DB B3 E2 DB B3


源代码下载:点击下载

posted on 2007-10-12 13:17 蚂蚁终结者 阅读(15485) 评论(14)  编辑 收藏 引用 所属分类: Encrypt

Feedback

# re: TEA加密算法的C/C++实现 2007-08-31 21:02 C/C++面试题

这里人气没博客园旺啊!!!  回复  更多评论   

# re: TEA加密算法的C/C++实现 2007-08-31 22:03 xing

捧捧场  回复  更多评论   

# re: TEA加密算法的C/C++实现[未登录] 2007-08-31 22:23 on-the-fly

xxtea的有没有?  回复  更多评论   

# re: TEA加密算法的C/C++实现 2007-08-31 22:31 蚂蚁终结者

这个目前还没有研究过,也许google知道  回复  更多评论   

# re: TEA加密算法的C/C++实现 2007-09-01 12:56 xbx

谢谢。先收藏起来。  回复  更多评论   

# re: TEA加密算法的C/C++实现 2007-10-12 12:26 翔南

恩...
好好学习了一把!!
这个算法很NICE!!  回复  更多评论   

# re: TEA加密算法的C/C++实现 2007-11-29 17:43 张工

谢谢大侠,学习学习!  回复  更多评论   

# re: TEA加密算法的C/C++实现 2008-12-11 22:47 ghbxx

这个TEA和实际QQ用的TEA还是有点区别的,特别是用这个是解不开QQ会话令牌包的  回复  更多评论   

# re: TEA加密算法的C/C++实现 2008-12-12 17:43 蚂蚁终结者

@ghbxx
我当时写这篇文章的时候是可以的,可能现在QQ协议又变了  回复  更多评论   

# re: TEA加密算法的C/C++实现[未登录] 2009-01-12 23:20 tom

学习  回复  更多评论   

# re: TEA加密算法的C/C++实现 2010-11-09 16:58 AIMEECooper

Some time before, I needed to buy a car for my corporation but I did not have enough money and could not buy something. Thank God my mate proposed to try to take the <a href="http://bestfinance-blog.com">loans</a> at trustworthy bank. Hence, I acted that and was satisfied with my financial loan.   回复  更多评论   

# re: TEA加密算法的C/C++实现 2010-11-22 18:36 DuolaiMeng

有用的东西,支持一下~  回复  更多评论   

# re: TEA加密算法的C/C++实现 2011-03-02 14:57 kkmylove

的确如此@ghbxx
  回复  更多评论   

# re: TEA加密算法的C/C++实现 疑惑 2011-03-12 10:41 匿名

看你的加解密函数 incrypt 与 decrypt 加解密前是 ntoh 网络字符转换成本地字符,而加解密后为什么还是 ntoh啊?  回复  更多评论   

# re: TEA加密算法的C/C++实现 2011-06-20 22:07 dealan

正好血药,试了再说  回复  更多评论   

# re: TEA加密算法的C/C++实现[未登录] 2013-10-09 14:03 jk

为什么不能run的?
是有什么问题吗?
这应该是 c++ 吧  回复  更多评论   


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