概述
概述
TEA算法由剑桥大学计算机实验室的David Wheeler和Roger Needham于1994年发明。它是一种分组密码算法，其明文密文块为64比特，密钥长度为128比特。TEA算法利用不断增加的Delta(黄金分割率)值作为变化，使得每轮的加密是不同，该加密算法的迭代次数可以改变，建议的迭代次数为32轮。
加密过程
TEA算法使用64位的明文分组和128位的密钥，它使用Feistel分组加密框架，需要进行 64 轮迭代，尽管作者认为 32 轮已经足够了。该算法使用了一个神秘常数δ作为倍数，它来源于黄金比率，以保证每一轮加密都不相同。但δ的精确值似乎并不重要，这里 TEA 把它定义为 δ=(√5 - 1)2^31（也就是程序中的 0x9E3779B9）。
之后 TEA 算法被发现存在缺陷，作为回应，设计者提出了一个 TEA 的升级版本——XTEA（有时也被称为“tean”）。XTEA 跟 TEA 使用了相同的简单运算，但它采用了截然不同的顺序，为了阻止密钥表攻击，四个子密钥（在加密过程中，原 128 位的密钥被拆分为 4 个 32 位的子密钥）采用了一种不太正规的方式进行混合，但速度更慢了。
算法实现
#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; /* a key schedule constant */
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; /* set up */
uint32_t delta=0x9e3779b9; /* a key schedule constant */
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 */
v1 -= ((v0<<4) + k2) ^ (v0 + sum) ^ ((v0>>5) + k3);
v0 -= ((v1<<4) + k0) ^ (v1 + sum) ^ ((v1>>5) + k1);
sum -= delta;
} /* end cycle */
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
// 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 %un",v[0],v[1]);
encrypt(v, k);
printf("加密后的数据：%u %un",v[0],v[1]);
decrypt(v, k);
printf("解密后的数据：%u %un",v[0],v[1]);
return 0;
}
CTF题目示例
题目来源：SUSCTF2022 Reverse DigitalCircuits
下载文件是一个exe，运行后提示输入flag字符串。
目测该exe使用python生成的，使用pyinstxtractor解包exe，并反编译pyc文件，得到python文件
# uncompyle6 version 3.8.0
# Python bytecode 3.7.0 (3394)
# Decompiled from: Python 3.7.2 (tags/v3.7.2:9a3ffc0492, Dec 23 2018, 23:09:28) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)]
# Embedded file name: DigitalCircuits.py
import time
def f1(a, b):
if a == '1':
if b == '1':
return '1'
return '0'
def f2(a, b):
if a == '0':
if b == '0':
return '0'
return '1'
def f3(a):
if a == '1':
return '0'
if a == '0':
return '1'
def f4(a, b):
return f2(f1(a, f3(b)), f1(f3(a), b))
def f5(x, y, z):
s = f4(f4(x, y), z)
c = f2(f1(x, y), f1(z, f2(x, y)))
return (s, c)
def f6(a, b):
ans = ''
z = '0'
a = a[::-1]
b = b[::-1]
for i in range(32):
ans += f5(a[i], b[i], z)[0]
z = f5(a[i], b[i], z)[1]
return ans[::-1]
def f7(a, n):
return a[n:] + '0' * n
def f8(a, n):
return n * '0' + a[:-n]
def f9(a, b):
ans = ''
for i in range(32):
ans += f4(a[i], b[i])
return ans
def f10(v0, v1, k0, k1, k2, k3):
s = '00000000000000000000000000000000'
d = '10011110001101110111100110111001'
for i in range(32):
s = f6(s, d)
v0 = f6(v0, f9(f9(f6(f7(v1, 4), k0), f6(v1, s)), f6(f8(v1, 5), k1)))
v1 = f6(v1, f9(f9(f6(f7(v0, 4), k2), f6(v0, s)), f6(f8(v0, 5), k3)))
return v0 + v1
k0 = '0100010001000101'.zfill(32)
k1 = '0100000101000100'.zfill(32)
k2 = '0100001001000101'.zfill(32)
k3 = '0100010101000110'.zfill(32)
flag = input('please input flag:')
if flag[0:7] != 'SUSCTF{' or flag[(-1)] != '}':
print('Error!!!The formate of flag is SUSCTF{XXX}')
time.sleep(5)
exit(0)
flagstr = flag[7:-1]
if len(flagstr) != 24:
print('Error!!!The length of flag 24')
time.sleep(5)
exit(0)
else:
res = ''
for i in range(0, len(flagstr), 8):
v0 = flagstr[i:i + 4]
v0 = bin(ord(flagstr[i]))[2:].zfill(8) + bin(ord(flagstr[(i + 1)]))[2:].zfill(8) + bin(ord(flagstr[(i + 2)]))[2:].zfill(8) + bin(ord(flagstr[(i + 3)]))[2:].zfill(8)
v1 = bin(ord(flagstr[(i + 4)]))[2:].zfill(8) + bin(ord(flagstr[(i + 5)]))[2:].zfill(8) + bin(ord(flagstr[(i + 6)]))[2:].zfill(8) + bin(ord(flagstr[(i + 7)]))[2:].zfill(8)
res += f10(v0, v1, k0, k1, k2, k3)
if res == '001111101000100101000111110010111100110010010100010001100011100100110001001101011000001110001000001110110000101101101000100100111101101001100010011100110110000100111011001011100110010000100111':
print('True')
else:
print('False')
time.sleep(5)
# okay decompiling .DigitalCircuits.pyc
根据代码特征得知这是一个TEA加密，写解密脚本：
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
uint32_t key[4] = { 0x4445,0x4144 ,0x4245,0x4546 };
void decrypt(uint32_t v0, uint32_t v1)
{
uint32_t index = 0x9e3779b9;
uint32_t sum = index * 32;
for (int i = 0; i < 32; i++)
{
v1 -= ((((v0 << 4) + key[2]) ^ (v0 + sum)) ^ ((v0 >> 5) + key[3]));
v0 -= ((((v1 << 4) + key[0]) ^ (v1 + sum)) ^ ((v1 >> 5) + key[1]));
sum -= index;
}
printf("%x", v0);
printf("%x", v1);
}
int main()
{
uint32_t v1[3] = { 0x3E8947CB,0x31358388,0xDA627361 };
uint32_t v2[3] = { 0xCC944639,0x3B0B6893,0x3B2E6427 };
for (int i = 0; i < 3; i++)
decrypt(v1[i], v2[i]);
return 0;
}
运行结果：
最后
以上就是自觉机器猫为你收集整理的TEA加密算法学习概述加密过程算法实现CTF题目示例的全部内容，希望文章能够帮你解决TEA加密算法学习概述加密过程算法实现CTF题目示例所遇到的程序开发问题。
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