【转】TEA、XTEA、XXTEA加密解密算法(C语言实现）

ref : https://blog.****.net/gsls200808/article/details/48243019

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在密码学中，微型加密算法（Tiny Encryption Algorithm，TEA）是一种易于描述和执行的块密码，通常只需要很少的代码就可实现。其设计者是剑桥大学计算机实验室的大卫·惠勒与罗杰·尼达姆。这项技术最初于1994年提交给鲁汶的快速软件加密的研讨会上，并在该研讨会上演讲中首次发表。

在给出的代码中：加密使用的数据为2个32位无符号整数，密钥为4个32位无符号整数即密钥长度为128位

加密过程：

算法实现：

示例代码：
C语言代码（需支持C99）

1. #include <stdio.h>
3. //加密函数
4. void encrypt (uint32_t* v, uint32_t* k) {
5. uint32_t v0=v[0], v1=v[1], sum=0, i; /* set up */
6. uint32_t delta=0x9e3779b9; /* a key schedule constant */
7. uint32_t k0=k[0], k1=k[1], k2=k[2], k3=k[3]; /* cache key */
8. for (i=0; i < 32; i++) { /* basic cycle start */
9. sum += delta;
10. v0 += ((v1<<4) + k0) ^ (v1 + sum) ^ ((v1>>5) + k1);
11. v1 += ((v0<<4) + k2) ^ (v0 + sum) ^ ((v0>>5) + k3);
12. } /* end cycle */
13. v[0]=v0; v[1]=v1;
14. }
15. //解密函数
16. void decrypt (uint32_t* v, uint32_t* k) {
17. uint32_t v0=v[0], v1=v[1], sum=0xC6EF3720, i; /* set up */
18. uint32_t delta=0x9e3779b9; /* a key schedule constant */
19. uint32_t k0=k[0], k1=k[1], k2=k[2], k3=k[3]; /* cache key */
20. for (i=0; i<32; i++) { /* basic cycle start */
21. v1 -= ((v0<<4) + k2) ^ (v0 + sum) ^ ((v0>>5) + k3);
22. v0 -= ((v1<<4) + k0) ^ (v1 + sum) ^ ((v1>>5) + k1);
23. sum -= delta;
24. } /* end cycle */
25. v[0]=v0; v[1]=v1;
26. }
28. int main()
29. {
30. uint32_t v[2]={1,2},k[4]={2,2,3,4};
31. // v为要加密的数据是两个32位无符号整数
32. // 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
33. printf("加密前原始数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
34. encrypt(v, k);
35. printf("加密后的数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
36. decrypt(v, k);
37. printf("解密后的数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
38. return 0;
39. }

执行结果：

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加密前原始数据：1 2
加密后的数据：1347371722 925494771
解密后的数据：1 2

Process returned 0 (0x0)   execution time : 0.020 s
Press any key to continue.

XTEA是TEA的升级版，增加了更多的密钥表，移位和异或操作等等，设计者是Roger Needham, David Wheeler

加密过程：

算法实现：

示例代码：

1. #include <stdio.h>
3. /* take 64 bits of data in v[0] and v[1] and 128 bits of key[0] - key[3] */
5. void encipher(unsigned int num_rounds, uint32_t v[2], uint32_t const key[4]) {
6. unsigned int i;
7. uint32_t v0=v[0], v1=v[1], sum=0, delta=0x9E3779B9;
8. for (i=0; i < num_rounds; i++) {
9. v0 += (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (sum + key[sum & 3]);
10. sum += delta;
11. v1 += (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (sum + key[(sum>>11) & 3]);
12. }
13. v[0]=v0; v[1]=v1;
14. }
16. void decipher(unsigned int num_rounds, uint32_t v[2], uint32_t const key[4]) {
17. unsigned int i;
18. uint32_t v0=v[0], v1=v[1], delta=0x9E3779B9, sum=delta*num_rounds;
19. for (i=0; i < num_rounds; i++) {
20. v1 -= (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (sum + key[(sum>>11) & 3]);
21. sum -= delta;
22. v0 -= (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (sum + key[sum & 3]);
23. }
24. v[0]=v0; v[1]=v1;
25. }
27. int main()
28. {
29. uint32_t v[2]={1,2};
30. uint32_t const k[4]={2,2,3,4};
31. unsigned int r=32;//num_rounds建议取值为32
32. // v为要加密的数据是两个32位无符号整数
33. // 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
34. printf("加密前原始数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
35. encipher(r, v, k);
36. printf("加密后的数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
37. decipher(r, v, k);
38. printf("解密后的数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
39. return 0;
40. }

加密前原始数据：1 2
加密后的数据：1345390024 2801624574
解密后的数据：1 2

Process returned 0 (0x0)   execution time : 0.034 s
Press any key to continue.

XXTEA，又称Corrected Block TEA，是XTEA的升级版，设计者是Roger Needham, David Wheeler
加密过程：

算法实现：

示例代码：

1. #include <stdio.h>
2. #define DELTA 0x9e3779b9
3. #define MX (((z>>5^y<<2) + (y>>3^z<<4)) ^ ((sum^y) + (key[(p&3)^e] ^ z)))
5. void btea(uint32_t *v, int n, uint32_t const key[4])
6. {
7. uint32_t y, z, sum;
8. unsigned p, rounds, e;
9. if (n > 1) /* Coding Part */
10. {
11. rounds = 6 + 52/n;
12. sum = 0;
13. z = v[n-1];
14. do
15. {
16. sum += DELTA;
17. e = (sum >> 2) & 3;
18. for (p=0; p<n-1; p++)
19. {
20. y = v[p+1];
21. z = v[p] += MX;
22. }
23. y = v[0];
24. z = v[n-1] += MX;
25. }
26. while (--rounds);
27. }
28. else if (n < -1) /* Decoding Part */
29. {
30. n = -n;
31. rounds = 6 + 52/n;
32. sum = rounds*DELTA;
33. y = v[0];
34. do
35. {
36. e = (sum >> 2) & 3;
37. for (p=n-1; p>0; p--)
38. {
39. z = v[p-1];
40. y = v[p] -= MX;
41. }
42. z = v[n-1];
43. y = v[0] -= MX;
44. sum -= DELTA;
45. }
46. while (--rounds);
47. }
48. }
51. int main()
52. {
53. uint32_t v[2]= {1,2};
54. uint32_t const k[4]= {2,2,3,4};
55. 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
56. // v为要加密的数据是两个32位无符号整数
57. // 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
58. printf("加密前原始数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
59. btea(v, n, k);
60. printf("加密后的数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
61. btea(v, -n, k);
62. printf("解密后的数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
63. return 0;
64. }

加密前原始数据：1 2
加密后的数据：3238569099 2059193138
解密后的数据：1 2

Process returned 0 (0x0)   execution time : 0.369 s
Press any key to continue.