BlowFish加解密原理与代码实现
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BlowFish加解密原理与代码实现
一丶简介
BlowFish 是一个对称加密的加密算法。由Bruce Schneier，1993年设计的。是一个免费自由使用的加密算法。
了解的必要知识
- BlowFish是一个对称区块加密算法。每次加密数据为 64位 （2个int)类型数据大小。八个字节
- BlowFish 密钥采用32-448位
- BlowFish是由一个16轮循环的Feistel结构进行加密的。
二丶原理与代码介绍
2.1 BlowFish算法流程
BlowFish 算法流程是由两部分组成 分别是密钥扩展以及数据加密
在数据加密中是一个16轮循环的Feistel网络。每一轮由一个密钥相关置换和一个密钥与数据相关的替换组成的。
先说一下BlowFish需要的子密钥。
BlowFish在加密或者初始化的过程中会使用两个盒来进行加密
分别是PBOX 以及SBOX
PBOX是 由18个32位的字的子密钥组成的。这些密钥可以通过预计算产生的。
其中PBOX记录的就是Π后面的小数位。转换成16进制存储到pBox中
例如：
p[0] = 0x243F6A88
P[1] = 0X85A308D3
P[2] = 0X13198A2E
P[3] = 0X03707344关于数学中Π大家应该知道。这里不再累赘。关于如何计算Π后面的小数位以及将小数位转为十六进制存储到p[0]---p[18] 这里也不再赘述。 因为这些都是预计算好的。我们直接使用就可以。
关于小数转为16进制可以使用网站进行转换（不确保以后还能否使用）：小数转换16进制
例子如下：
Sbox跟PBOX一样也是Π的小数位组成。sBox是4组8*32的数组。 如下
s_box[4][256] = {{},{},{},{}};pBox与Sbox就是BlowFish算法进行加密的核心置换表
2.2 子密钥生成
如果想进行数据加密。那么我们就要进行子密钥生成。也就是要将我们的Key 与 pbox进行 亦或
那么说一下流程吧
示例代码如下：
#define N 16
//定义初始化需要用到的加密结构
typedef struct _BLOWFISH_CTX
{
//定义初始化的pbox 以及 sbox 在程序中进行初始化
unsigned int pbox[N + 2]; //总共18
unsigned int sbox[4][256];
}BLOWFISH_CTX,*PBLOWFISH_CTX;
bool BlowFishInit(BLOWFISH_CTX* blowCtx, unsigned char * key, unsigned int keylen)
{
//第一步初始化Sbox的值 sbox是预先生成的。在全局区是 ORIG_S 数组
for (int Row = 0; Row < 4; Row++)
{
for (int Col = 0; Col < 256; Col++)
{
blowCtx->sbox[Row][Col] = ORIG_S[Row][Col];
}
}
/*
第二步 子密钥生成设置key_Pbox
设置pbox
1.循环18轮
2.每轮都设置ctx.pbox值与data ^
3.data = *(DWORD*)key[0] key[1].....
data其实就是4字节转换的Ascii值
设key = "IBinary"
data = "IBin" 类似于 memcpy(&data,"IBin",4);
当key不足的时候重新从头开始获取并且补足
*/
int KeyIndex = 0;
for (int index = 0; index < N + 2; index++)
{
unsigned int data = 0;
//填充data 将key的字符设置到data当中
for (int k = 0; k < 4; k++)
{
//通过移位设置每个字符
data = (data << 8) | key[KeyIndex];
KeyIndex++;
//如果超出了key长度 那么key要从开始
if (KeyIndex >= keylen)
KeyIndex = 0;
}
//这是时设置key_pbox的值。 原理就是 pbox ^ data data就是我们的第二层循环。 就是获取四字节的key值 如果你的key只有四个字节。那么
//都可以不使用第二层循环了
blowCtx->pbox[index] = ORIG_P[index] ^ data;
}
/*
第三步 设置key_pbox 与 key_sbox的值
1.对一个64位0 进行加密。加密结果的输出设置到pbox[i]与pbox[i+1]中
2.初始化key_pbox之后继续重用Data1与Data2 继续进行加密设置到s_box中
*/
unsigned int Data1 = 0;
unsigned int Data2 = 0;
for (int i = 0; i < N + 2; i+=2)
{
BlowFish_Encry(blowCtx, &Data1, &Data2);
blowCtx->pbox[i] = Data1;
blowCtx->pbox[i+1] = Data2;
}
//初始化Sbox
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
for (int j = 0; j < 256; j += 2)
{
BlowFish_Encry(blowCtx, &Data1, &Data2);
blowCtx->sbox[i][j] = Data1;
blowCtx->sbox[i][j + 1] = Data2;
}
}
return true;
}2.3 加密原理
BlowFish加密很简单。就是 将一个数 拆分为 左右各32位数值 （也就是 8个字节 左边四个字节，右边四个字节） 然后 左边进行 ^ key_pbox 当作下一次循环的右边。 右边 则是 右边 ^ F(左边) 下次当作循环的左边。
循环16轮。
说着挺难。看下图：
简单的加密流程图：
在这里我们只看加密
原理就三行重要代码 循环16次
R = L ^ Key_pbox[i]
L = F(R) ^ L
swap(R,L);
最后一轮单独设置介绍完F之后继续说这里不得不介绍下F函数。 F函数的输入是一个32位数 也就是四个字节类型数据。 然后内部就是将32位数进行拆分成abcd
例如：
data = 0x12345678
拆分后
a = 0x12
b = 0x34
c = 0x56
d = 0x78拆分后的a b c d然后去Key_sbox中查表 然后取出对应的值。
公式如下：
((s1,a + s2,b) ^ s3,c) + s4,d
对应数组操作就是
value = key_sbox[0][a] + Key_sbox[1][b]
value = value ^ key_sbox[2][c]
Value = value + Key_sbox[3][d]
公式是从s1a s2b s3c s4d开始的。 数组下标是从0开始的。所以s1对应的就是 Key_sbox[0] 后面依次类推。
最后返回Value
公式简单记一下就是 return (((a + b) ^ c) + d)F函数明白了那么回头继续看一下加密操作。
图如下：
可以看到 首先计算 L ^Kr(Key_pbox[i]) 然后结果直接作为下一轮的右侧
右侧则是 经过论函数F 进行设置的。 最后变为下一轮循环的左侧。
R = R ^F（L）
最后一轮的话需要单独设置
R = R ^ Key_pbox[16] //数组中下标16就代表17
L = L ^ Key_pbox[17] //同上这里是代表下标18 其实加密函数就是循环16次。 然后每一轮都对 左侧32位 右侧32位进行操作。 操作之后直接作为下一轮循环的左右侧
核心代码如下：
void BlowFish_Encry(PBLOWFISH_CTX blowCtx, unsigned int* left, unsigned int* right)
{
unsigned long Xl;
unsigned long Xr;
unsigned long temp;
short i;
//第一步 获取左右侧的数据 每组32位
Xl = *left;
Xr = *right;
//第二部进行16轮的加密 最后交换xl xr 作为下一轮循环的左右侧
for (i = 0; i < N; ++i) {
Xl = Xl ^ blowCtx->pbox[i];
Xr = F(blowCtx, Xl) ^ Xr;
temp = Xl;
Xl = Xr; //交换左右的值。 l = R r= l 继续下一轮循环。总共16轮
Xr = temp;
}
//第三步 进行16轮循环之后我们需要特殊操作。 最后直接设置xr 与xr即可。
temp = Xl;
Xl = Xr; //16轮完毕之后交换变量
Xr = temp;
Xr = Xr ^ blowCtx->pbox[N]; //最后进行一次疑或
Xl = Xl ^ blowCtx->pbox[N + 1];
*left = Xl;
*right = Xr;
}至此我们的blowFish加密已经完成
2.4 BlowFish的解密
解密与加密是相反操作。 加密的时候是从0开始遍历16轮 然后依次对xl xr进行操作。
解密的时候做事从16开始然后迭代16轮 对左右两侧做操作
最后16轮循环完毕之后还是进行一次^
代码如下：
void BlowFish_Decrypt(PBLOWFISH_CTX blowCtx, unsigned int* left, unsigned int* right)
{
unsigned int Xl = *left;
unsigned int Xr = *right;
//倒着循环
for (int i = N + 1; i > 1; --i)
{
Xl = Xl ^ blowCtx->pbox[i];
Xr = Xr ^ F(blowCtx, Xl);
//继续左右交换
unsigned int temp = Xl;
Xl = Xr;
Xr = temp;
}
//最后一轮继续交换
unsigned int temp = Xl;
Xl = Xr;
Xr = temp;
//返还原
Xr = Xr ^ blowCtx->pbox[1];
Xl = Xl ^ blowCtx->pbox[0];
//设置变量返回
*left = Xl;
*right = Xr;
}至此解密完成
2.5.完成代码
blowfish.h
#pragma once
/*
使用BlowFish进行加解密
*/
//定义全局旧的pbox sbox 都是根据小数来的。
#define N 16
static const unsigned long ORIG_P[16 + 2] = {
0x243F6A88L, 0x85A308D3L, 0x13198A2EL, 0x03707344L,
0xA4093822L, 0x299F31D0L, 0x082EFA98L, 0xEC4E6C89L,
0x452821E6L, 0x38D01377L, 0xBE5466CFL, 0x34E90C6CL,
0xC0AC29B7L, 0xC97C50DDL, 0x3F84D5B5L, 0xB5470917L,
0x9216D5D9L, 0x8979FB1BL
};
static const unsigned long ORIG_S[4][256] = {
{ 0xD1310BA6L, 0x98DFB5ACL, 0x2FFD72DBL, 0xD01ADFB7L,
0xB8E1AFEDL, 0x6A267E96L, 0xBA7C9045L, 0xF12C7F99L,
0x24A19947L, 0xB3916CF7L, 0x0801F2E2L, 0x858EFC16L,
0x636920D8L, 0x71574E69L, 0xA458FEA3L, 0xF4933D7EL,
0x0D95748FL, 0x728EB658L, 0x718BCD58L, 0x82154AEEL,
0x7B54A41DL, 0xC25A59B5L, 0x9C30D539L, 0x2AF26013L,
0xC5D1B023L, 0x286085F0L, 0xCA417918L, 0xB8DB38EFL,
0x8E79DCB0L, 0x603A180EL, 0x6C9E0E8BL, 0xB01E8A3EL,
0xD71577C1L, 0xBD314B27L, 0x78AF2FDAL, 0x55605C60L,
0xE65525F3L, 0xAA55AB94L, 0x57489862L, 0x63E81440L,
0x55CA396AL, 0x2AAB10B6L, 0xB4CC5C34L, 0x1141E8CEL,
0xA15486AFL, 0x7C72E993L, 0xB3EE1411L, 0x636FBC2AL,
0x2BA9C55DL, 0x741831F6L, 0xCE5C3E16L, 0x9B87931EL,
0xAFD6BA33L, 0x6C24CF5CL, 0x7A325381L, 0x28958677L,
0x3B8F4898L, 0x6B4BB9AFL, 0xC4BFE81BL, 0x66282193L,
0x61D809CCL, 0xFB21A991L, 0x487CAC60L, 0x5DEC8032L,
0xEF845D5DL, 0xE98575B1L, 0xDC262302L, 0xEB651B88L,
0x23893E81L, 0xD396ACC5L, 0x0F6D6FF3L, 0x83F44239L,
0x2E0B4482L, 0xA4842004L, 0x69C8F04AL, 0x9E1F9B5EL,
0x21C66842L, 0xF6E96C9AL, 0x670C9C61L, 0xABD388F0L,
0x6A51A0D2L, 0xD8542F68L, 0x960FA728L, 0xAB5133A3L,
0x6EEF0B6CL, 0x137A3BE4L, 0xBA3BF050L, 0x7EFB2A98L,
0xA1F1651DL, 0x39AF0176L, 0x66CA593EL, 0x82430E88L,
0x8CEE8619L, 0x456F9FB4L, 0x7D84A5C3L, 0x3B8B5EBEL,
0xE06F75D8L, 0x85C12073L, 0x401A449FL, 0x56C16AA6L,
0x4ED3AA62L, 0x363F7706L, 0x1BFEDF72L, 0x429B023DL,
0x37D0D724L, 0xD00A1248L, 0xDB0FEAD3L, 0x49F1C09BL,
0x075372C9L, 0x80991B7BL, 0x25D479D8L, 0xF6E8DEF7L,
0xE3FE501AL, 0xB6794C3BL, 0x976CE0BDL, 0x04C006BAL,
0xC1A94FB6L, 0x409F60C4L, 0x5E5C9EC2L, 0x196A2463L,
0x68FB6FAFL, 0x3E6C53B5L, 0x1339B2EBL, 0x3B52EC6FL,
0x6DFC511FL, 0x9B30952CL, 0xCC814544L, 0xAF5EBD09L,
0xBEE3D004L, 0xDE334AFDL, 0x660F2807L, 0x192E4BB3L,
0xC0CBA857L, 0x45C8740FL, 0xD20B5F39L, 0xB9D3FBDBL,
0x5579C0BDL, 0x1A60320AL, 0xD6A100C6L, 0x402C7279L,
0x679F25FEL, 0xFB1FA3CCL, 0x8EA5E9F8L, 0xDB3222F8L,
0x3C7516DFL, 0xFD616B15L, 0x2F501EC8L, 0xAD0552ABL,
0x323DB5FAL, 0xFD238760L, 0x53317B48L, 0x3E00DF82L,
0x9E5C57BBL, 0xCA6F8CA0L, 0x1A87562EL, 0xDF1769DBL,
0xD542A8F6L, 0x287EFFC3L, 0xAC6732C6L, 0x8C4F5573L,
0x695B27B0L, 0xBBCA58C8L, 0xE1FFA35DL, 0xB8F011A0L,
0x10FA3D98L, 0xFD2183B8L, 0x4AFCB56CL, 0x2DD1D35BL,
0x9A53E479L, 0xB6F84565L, 0xD28E49BCL, 0x4BFB9790L,
0xE1DDF2DAL, 0xA4CB7E33L, 0x62FB1341L, 0xCEE4C6E8L,
0xEF20CADAL, 0x36774C01L, 0xD07E9EFEL, 0x2BF11FB4L,
0x95DBDA4DL, 0xAE909198L, 0xEAAD8E71L, 0x6B93D5A0L,
0xD08ED1D0L, 0xAFC725E0L, 0x8E3C5B2FL, 0x8E7594B7L,
0x8FF6E2FBL, 0xF2122B64L, 0x8888B812L, 0x900DF01CL,
0x4FAD5EA0L, 0x688FC31CL, 0xD1CFF191L, 0xB3A8C1ADL,
0x2F2F2218L, 0xBE0E1777L, 0xEA752DFEL, 0x8B021FA1L,
0xE5A0CC0FL, 0xB56F74E8L, 0x18ACF3D6L, 0xCE89E299L,
0xB4A84FE0L, 0xFD13E0B7L, 0x7CC43B81L, 0xD2ADA8D9L,
0x165FA266L, 0x80957705L, 0x93CC7314L, 0x211A1477L,
0xE6AD2065L, 0x77B5FA86L, 0xC75442F5L, 0xFB9D35CFL,
0xEBCDAF0CL, 0x7B3E89A0L, 0xD6411BD3L, 0xAE1E7E49L,
0x00250E2DL, 0x2071B35EL, 0x226800BBL, 0x57B8E0AFL,
0x2464369BL, 0xF009B91EL, 0x5563911DL, 0x59DFA6AAL,
0x78C14389L, 0xD95A537FL, 0x207D5BA2L, 0x02E5B9C5L,
0x83260376L, 0x6295CFA9L, 0x11C81968L, 0x4E734A41L,
0xB3472DCAL, 0x7B14A94AL, 0x1B510052L, 0x9A532915L,
0xD60F573FL, 0xBC9BC6E4L, 0x2B60A476L, 0x81E67400L,
0x08BA6FB5L, 0x571BE91FL, 0xF296EC6BL, 0x2A0DD915L,
0xB6636521L, 0xE7B9F9B6L, 0xFF34052EL, 0xC5855664L,
0x53B02D5DL, 0xA99F8FA1L, 0x08BA4799L, 0x6E85076AL },
{ 0x4B7A70E9L, 0xB5B32944L, 0xDB75092EL, 0xC4192623L,
0xAD6EA6B0L, 0x49A7DF7DL, 0x9CEE60B8L, 0x8FEDB266L,
0xECAA8C71L, 0x699A17FFL, 0x5664526CL, 0xC2B19EE1L,
0x193602A5L, 0x75094C29L, 0xA0591340L, 0xE4183A3EL,
0x3F54989AL, 0x5B429D65L, 0x6B8FE4D6L, 0x99F73FD6L,
0xA1D29C07L, 0xEFE830F5L, 0x4D2D38E6L, 0xF0255DC1L,
0x4CDD2086L, 0x8470EB26L, 0x6382E9C6L, 0x021ECC5EL,
0x09686B3FL, 0x3EBAEFC9L, 0x3C971814L, 0x6B6A70A1L,
0x687F3584L, 0x52A0E286L, 0xB79C5305L, 0xAA500737L,
0x3E07841CL, 0x7FDEAE5CL, 0x8E7D44ECL, 0x5716F2B8L,
0xB03ADA37L, 0xF0500C0DL, 0xF01C1F04L, 0x0200B3FFL,
0xAE0CF51AL, 0x3CB574B2L, 0x25837A58L, 0xDC0921BDL,
0xD19113F9L, 0x7CA92FF6L, 0x94324773L, 0x22F54701L,
0x3AE5E581L, 0x37C2DADCL, 0xC8B57634L, 0x9AF3DDA7L,
0xA9446146L, 0x0FD0030EL, 0xECC8C73EL, 0xA4751E41L,
0xE238CD99L, 0x3BEA0E2FL, 0x3280BBA1L, 0x183EB331L,
0x4E548B38L, 0x4F6DB908L, 0x6F420D03L, 0xF60A04BFL,
0x2CB81290L, 0x24977C79L, 0x5679B072L, 0xBCAF89AFL,
0xDE9A771FL, 0xD9930810L, 0xB38BAE12L, 0xDCCF3F2EL,
0x5512721FL, 0x2E6B7124L, 0x501ADDE6L, 0x9F84CD87L,
0x7A584718L, 0x7408DA17L, 0xBC9F9ABCL, 0xE94B7D8CL,
0xEC7AEC3AL, 0xDB851DFAL, 0x63094366L, 0xC464C3D2L,
0xEF1C1847L, 0x3215D908L, 0xDD433B37L, 0x24C2BA16L,
0x12A14D43L, 0x2A65C451L, 0x50940002L, 0x133AE4DDL,
0x71DFF89EL, 0x10314E55L, 0x81AC77D6L, 0x5F11199BL,
0x043556F1L, 0xD7A3C76BL, 0x3C11183BL, 0x5924A509L,
0xF28FE6EDL, 0x97F1FBFAL, 0x9EBABF2CL, 0x1E153C6EL,
0x86E34570L, 0xEAE96FB1L, 0x860E5E0AL, 0x5A3E2AB3L,
0x771FE71CL, 0x4E3D06FAL, 0x2965DCB9L, 0x99E71D0FL,
0x803E89D6L, 0x5266C825L, 0x2E4CC978L, 0x9C10B36AL,
0xC6150EBAL, 0x94E2EA78L, 0xA5FC3C53L, 0x1E0A2DF4L,
0xF2F74EA7L, 0x361D2B3DL, 0x1939260FL, 0x19C27960L,
0x5223A708L, 0xF71312B6L, 0xEBADFE6EL, 0xEAC31F66L,
0xE3BC4595L, 0xA67BC883L, 0xB17F37D1L, 0x018CFF28L,
0xC332DDEFL, 0xBE6C5AA5L, 0x65582185L, 0x68AB9802L,
0xEECEA50FL, 0xDB2F953BL, 0x2AEF7DADL, 0x5B6E2F84L,
0x1521B628L, 0x29076170L, 0xECDD4775L, 0x619F1510L,
0x13CCA830L, 0xEB61BD96L, 0x0334FE1EL, 0xAA0363CFL,
0xB5735C90L, 0x4C70A239L, 0xD59E9E0BL, 0xCBAADE14L,
0xEECC86BCL, 0x60622CA7L, 0x9CAB5CABL, 0xB2F3846EL,
0x648B1EAFL, 0x19BDF0CAL, 0xA02369B9L, 0x655ABB50L,
0x40685A32L, 0x3C2AB4B3L, 0x319EE9D5L, 0xC021B8F7L,
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{ 0x3A39CE37L, 0xD3FAF5CFL, 0xABC27737L, 0x5AC52D1BL,
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0xA8B6E37EL, 0xC3293D46L, 0x48DE5369L, 0x6413E680L,
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0xDDA26A7EL, 0x3A59FF45L, 0x3E350A44L, 0xBCB4CDD5L,
0x72EACEA8L, 0xFA6484BBL, 0x8D6612AEL, 0xBF3C6F47L,
0xD29BE463L, 0x542F5D9EL, 0xAEC2771BL, 0xF64E6370L,
0x740E0D8DL, 0xE75B1357L, 0xF8721671L, 0xAF537D5DL,
0x4040CB08L, 0x4EB4E2CCL, 0x34D2466AL, 0x0115AF84L,
0xE1B00428L, 0x95983A1DL, 0x06B89FB4L, 0xCE6EA048L,
0x6F3F3B82L, 0x3520AB82L, 0x011A1D4BL, 0x277227F8L,
0x611560B1L, 0xE7933FDCL, 0xBB3A792BL, 0x344525BDL,
0xA08839E1L, 0x51CE794BL, 0x2F32C9B7L, 0xA01FBAC9L,
0xE01CC87EL, 0xBCC7D1F6L, 0xCF0111C3L, 0xA1E8AAC7L,
0x1A908749L, 0xD44FBD9AL, 0xD0DADECBL, 0xD50ADA38L,
0x0339C32AL, 0xC6913667L, 0x8DF9317CL, 0xE0B12B4FL,
0xF79E59B7L, 0x43F5BB3AL, 0xF2D519FFL, 0x27D9459CL,
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0xFAE59361L, 0xCEB69CEBL, 0xC2A86459L, 0x12BAA8D1L,
0xB6C1075EL, 0xE3056A0CL, 0x10D25065L, 0xCB03A442L,
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0xF523F357L, 0xA6327623L, 0x93A83531L, 0x56CCCD02L,
0xACF08162L, 0x5A75EBB5L, 0x6E163697L, 0x88D273CCL,
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0xC9AA53FDL, 0x62A80F00L, 0xBB25BFE2L, 0x35BDD2F6L,
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0x53113EC0L, 0x1640E3D3L, 0x38ABBD60L, 0x2547ADF0L,
0xBA38209CL, 0xF746CE76L, 0x77AFA1C5L, 0x20756060L,
0x85CBFE4EL, 0x8AE88DD8L, 0x7AAAF9B0L, 0x4CF9AA7EL,
0x1948C25CL, 0x02FB8A8CL, 0x01C36AE4L, 0xD6EBE1F9L,
0x90D4F869L, 0xA65CDEA0L, 0x3F09252DL, 0xC208E69FL,
0xB74E6132L, 0xCE77E25BL, 0x578FDFE3L, 0x3AC372E6L }
};
#define N 16
//定义初始化需要用到的加密结构
typedef struct _BLOWFISH_CTX
{
//定义初始化的pbox 以及 sbox 在程序中进行初始化
unsigned int pbox[N + 2]; //总共18
unsigned int sbox[4][256];
}BLOWFISH_CTX,*PBLOWFISH_CTX;
/*
初始化函数 此函数功能如下
1.接受key 与 keylen参数（当然keylen）可以自己计算
2.初始化sbox 将全局的sbox的内容复制到CTX中的sbox中
3.初始化pbox pbox的初始化方法如下
1.迭代18论。然后每一轮都设置CTX的pbox
2.CTX.pbox需要使用全局pbox ^ data
3.data是一个四字节整数。其中存储的就是key的四个字节。
key = "12345678abc"
每一轮中 data = "1234"
data = "5678"
data = "abc1" //注意这里当超出keylen的时候。 data获取的key要从0开始
。。。。
*/
bool BlowFishInit(BLOWFISH_CTX* blowCtx, unsigned char*key, unsigned int keylen);
/*
F函数
F函数是将一个32位数分别进行拆分。 拆分为四组。 每一组都作为sbox的索引值
然后进行下列运算
(（s1[a] + s2[b]) ^ s3[c]) + s4[d]
在编程中sbox是数组是从零开始。 所以s1 对应s[0] s2对应s[1]
在编程中总结下公式：
temap = s[0][a] + s[1][b]
teamp = temp ^ s[2][c]'
temp = temp + s[3][d]
简单的记住就是 ((a+b) ^ c)+d;
当然每个都对应下标为 0 1 2 3 s[0][a] s[1][b] s[2][c] s[3][d]
最后返回结果值 return temp
*/
static unsigned long F(BLOWFISH_CTX* ctx, unsigned long x);
//signed int F(PBLOWFISH_CTX blowCtx,unsigned int Data);
/*
加密函数：
首次用在初始化中是对一个64位0进行加密。
一次加密八个字节
核心思想为 加密左边与右边数据
左边数据直接 ^ PBOX
右边数据 = 右边数据 ^ f(左边数据）
然后进行交换。
以上是16轮的交换
剩下一轮则是
左边 = 左边^PBOX[N+1]
右边 = 右边^pbox[N]
最后设置相关数值
*/
void BlowFish_Encry(PBLOWFISH_CTX blowCtx, unsigned int* left, unsigned int* right);
/*
跟加密一样。只不过结果相反步骤如下：
首先遍历从最后一轮开始逐次递减
最后一轮数据 右边= 右边^PBOX[1] 左边数据 = 左边数据 ^pbox[0]
*/
void BlowFish_Decrypt(PBLOWFISH_CTX blowCtx, unsigned int* left, unsigned int* right);blowFish.c
#include "BlowFish.h"
#include <string>
using namespace std;
bool BlowFishInit(BLOWFISH_CTX* blowCtx, unsigned char * key, unsigned int keylen)
{
//设置传入的CTX中的SBOX值
for (int Row = 0; Row < 4; Row++)
{
for (int Col = 0; Col < 256; Col++)
{
blowCtx->sbox[Row][Col] = ORIG_S[Row][Col];
}
}
/*
设置pbox
1.循环18轮
2.每轮都设置ctx.pbox值与data ^
3.data = *(DWORD*)key[0] key[1].....
*/
int KeyIndex = 0;
for (int index = 0; index < N + 2; index++)
{
unsigned int data = 0;
//填充data 将key的字符设置到data当中
for (int k = 0; k < 4; k++)
{
//通过移位设置每个字符
data = (data << 8) | key[KeyIndex];
KeyIndex++;
//如果超出了key长度 那么key要从开始
if (KeyIndex >= keylen)
KeyIndex = 0;
}
//否则不满足
blowCtx->pbox[index] = ORIG_P[index] ^ data;
}
//对一个64位0 进行加密。加密结果的输出设置到pbox[i]与pbox[i+1]中
unsigned int Data1 = 0;
unsigned int Data2 = 0;
for (int i = 0; i < N + 2; i+=2)
{
BlowFish_Encry(blowCtx, &Data1, &Data2);
blowCtx->pbox[i] = Data1;
blowCtx->pbox[i+1] = Data2;
}
//初始化Sbox
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
for (int j = 0; j < 256; j += 2)
{
BlowFish_Encry(blowCtx, &Data1, &Data2);
blowCtx->sbox[i][j] = Data1;
blowCtx->sbox[i][j + 1] = Data2;
}
}
return true;
}
//unsigned int F(PBLOWFISH_CTX blowCtx, unsigned int Data)
//{
//
// unsigned int a, b, c, d;
// /*
// 利用位运算 取出下标值
// */
//
// a = (Data >> 24) & 0xFF;
// b = (Data >> 16) & 0xFF;
// c = (Data >> 8) & 0xFf;
// d = Data & 0xFF;
//
//
// int TempValue = blowCtx->sbox[0][a] + blowCtx->sbox[1][b];
// TempValue = TempValue ^ blowCtx->sbox[2][c];
// TempValue = TempValue + blowCtx->sbox[3][d];
// //公式 ((a+b)^c)+d
// return TempValue;
//}
static unsigned long F(BLOWFISH_CTX* ctx, unsigned long x) {
unsigned short a, b, c, d;
unsigned long y;
/* d = (unsigned short)(x & 0xFF);
x >>= 8;
c = (unsigned short)(x & 0xFF);
x >>= 8;
b = (unsigned short)(x & 0xFF);
x >>= 8;
a = (unsigned short)(x & 0xFF);
//都可以使用
*/
a = (x >> 24) & 0xFF;
b = (x >> 16) & 0xFF;
c = (x >> 8) & 0xFf;
d = x & 0xFF;
y = ctx->sbox[0][a] + ctx->sbox[1][b];
y = y ^ ctx->sbox[2][c];
y = y + ctx->sbox[3][d];
return y;
}
void BlowFish_Encry(PBLOWFISH_CTX blowCtx, unsigned int* left, unsigned int* right)
{
unsigned long Xl;
unsigned long Xr;
unsigned long temp;
short i;
//加密部分首先将其分为left跟right两组。 每一组分别32位
Xl = *left;
Xr = *right;
for (i = 0; i < N; ++i) {
Xl = Xl ^ blowCtx->pbox[i];
Xr = F(blowCtx, Xl) ^ Xr;
temp = Xl;
Xl = Xr; //交换左右的值。 l = R r= l 继续下一轮循环。总共16轮
Xr = temp;
}
temp = Xl;
Xl = Xr; //16轮完毕之后交换变量
Xr = temp;
Xr = Xr ^ blowCtx->pbox[N]; //最后进行一次疑或
Xl = Xl ^ blowCtx->pbox[N + 1];
*left = Xl;
*right = Xr;
}
void BlowFish_Decrypt(PBLOWFISH_CTX blowCtx, unsigned int* left, unsigned int* right)
{
unsigned int Xl = *left;
unsigned int Xr = *right;
//倒着循环
for (int i = N + 1; i > 1; --i)
{
Xl = Xl ^ blowCtx->pbox[i];
Xr = Xr ^ F(blowCtx, Xl);
//继续左右交换
unsigned int temp = Xl;
Xl = Xr;
Xr = temp;
}
//最后一轮继续交换
unsigned int temp = Xl;
Xl = Xr;
Xr = temp;
//返还原
Xr = Xr ^ blowCtx->pbox[1];
Xl = Xl ^ blowCtx->pbox[0];
//设置变量返回
*left = Xl;
*right = Xr;
}
int main()
{
unsigned int L = 1, R = 2;
BLOWFISH_CTX ctx;
BlowFishInit(&ctx,(unsigned char*)"IBinary",strlen("IBinary"));
BlowFish_Encry(&ctx, &L, &R);
BlowFish_Decrypt(&ctx, &L, &R);
}经过测试加解密输出结果是对的。
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原始发表：2021-06-14 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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