Tea加密算法总结

前言：

​ 在SUSCTF的DigitalCircuits题目中遇到了Tea加密算法，由于没有认出这一算法浪费了大量解题时间，所以特意写这篇博客总结学习一下该类算法的特点

概述：

​ TEA（Tiny Encryption Algorithm），是一种分组加密算法，实现过程比较简单，效率极高，该系列共三种算法，tea–>xtea–>xxtea，该算法使用了一个来源于黄金比率神秘常数δ作为倍数，以保证每一轮加密都不相同，这个常熟在程序中一般写作0x9E3779B9。但有时该常数会以减法的形式出现，-0x61C88647=0x9E3779B9，因此出现了0x61C88647该常数时也应当注意。

TEA

加密过程:

Python实现

def encrypt(v, k):
    v0 = v[0]
    v1 = v[1]
    x = 0
    delta = 0x9E3779B9
    k0 = k[0]
    k1 = k[1]
    k2 = k[2]
    k3 = k[3]
    for i in range(32):
        x += delta
        x = x & 0xFFFFFFFF
        v0 += ((v1 << 4) + k0) ^ (v1 + x) ^ ((v1 >> 5) + k1)
        v0 = v0 & 0xFFFFFFFF
        v1 += ((v0 << 4) + k2) ^ (v0 + x) ^ ((v0 >> 5) + k3)
        v1 = v1 & 0xFFFFFFFF
    v[0] = v0
    v[1] = v1
    return v
    
def decrypt(v, k):
    v0 = v[0]
    v1 = v[1]
    x = 0xC6EF3720
    delta = 0x9E3779B9
    k0 = k[0]
    k1 = k[1]
    k2 = k[2]
    k3 = k[3]
    for i in range(32):
        v1 -= ((v0 << 4) + k2) ^ (v0 + x) ^ ((v0 >> 5) + k3)
        v1 = v1 & 0xFFFFFFFF
        v0 -= ((v1 << 4) + k0) ^ (v1 + x) ^ ((v1 >> 5) + k1)
        v0 = v0 & 0xFFFFFFFF
        x -= delta
        x = x & 0xFFFFFFFF
    v[0] = v0
    v[1] = v1
    return v

XTEA

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。

加密过程：

python实现：

def encrypt(rounds, v, k):
    v0 = v[0]
    v1 = v[1]
    x = 0
    delta = 0x9E3779B9
    for i in range(rounds):
        v0 += (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (x + k[x & 3])
        v0 = v0 & 0xFFFFFFFF
        x += delta
        x = x & 0xFFFFFFFF
        v1 += (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (x + k[(x >> 11) & 3])
        v1 = v1 & 0xFFFFFFFF
    v[0] = v0
    v[1] = v1
    return v
def decrypt(rounds, v, k):
    v0 = v[0]
    v1 = v[1]
    delta = 0x9E3779B9
    x = delta * rounds
    for i in range(rounds):
        v1 -= (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (x + k[(x >> 11) & 3])
        v1 = v1 & 0xFFFFFFFF
        x -= delta
        x = x & 0xFFFFFFFF
        v0 -= (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (x + k[x & 3])
        v0 = v0 & 0xFFFFFFFF
    v[0] = v0
    v[1] = v1
    return v

XXTEA

XXTEA，又称 Corrected Block TEA，是 XTEA 的升级版。

加密过程：

python实现：

def shift(z, y, x, k, p, e):
    return ((((z >> 5) ^ (y << 2)) + ((y >> 3) ^ (z << 4))) ^ ((x ^ y) + (k[(p & 3) ^ e] ^ z)))
def encrypt(v, k):
    delta = 0x9E3779B9
    n = len(v)
    rounds = 6 + 52 / n
    x = 0
    z = v[n - 1]
    for i in range(rounds):
        x = (x + delta) & 0xFFFFFFFF
        e = (x >> 2) & 3
        for p in range(n - 1):
            y = v[p + 1]
            v[p] = (v[p] + shift(z, y, x, k, p, e)) & 0xFFFFFFFF
            z = v[p]
        p += 1
        y = v[0]
        v[n - 1] = (v[n - 1] + shift(z, y, x, k, p, e)) & 0xFFFFFFFF
        z = v[n - 1]
    return v
def decrypt(v, k):
    delta = 0x9E3779B9
    n = len(v)
    rounds = 6 + 52 / n
    x = (rounds * delta) & 0xFFFFFFFF
    y = v[0]
    for i in range(rounds):
        e = (x >> 2) & 3
        for p in range(n - 1, 0, -1):
            z = v[p - 1]
            v[p] = (v[p] - shift(z, y, x, k, p, e)) & 0xFFFFFFFF
            y = v[p]
        p -= 1
        z = v[n - 1]
        v[0] = (v[0] - shift(z, y, x, k, p, e)) & 0xFFFFFFFF
        y = v[0]
        x = (x - delta) & 0xFFFFFFFF
    return v

References

Python实现TEA、XTEA、XXTEA加密解密算法 - B3ale (qianfei11.github.io)

tea系列加密算法学习笔记_lifanxin的博客-CSDN博客