Question

我正在研究加密算法，我想知道如何将以下代码更改为更简单的内容以及如何反转此代码。

typedef struct 
{
    unsigned low : 4;
    unsigned high : 4;
} nibles;

static void crypt_enc(char *data, int size)
{
    char last = 0;

    //...

    // Pass 2
    for (i = 0; i < size; i++)
    {
        nibles *n = (nibles *)&data[i];

        n->low = last;
        last = n->high;
        n->high = n->low;
    }
    ((nibles *)&data[0])->low = last;
}

data是此代码的输入和输出。

Answer 1

您将每个字节的两个半字节设置为相同的东西，因为您将高半字节设置为与最后的低半字节相同。我假设这是一个错误，你的意图是转移数据中的所有半字节，从一个字节转移到另一个字节，然后滚动。 Id est ，ABCDEF（从低到高的半字节顺序）将成为FABCDE。如果我弄错了，请纠正我。

代码应该是这样的：

static void crypt_enc(char *data, int size)
{
    char last = 0;

    //...

    // Pass 2
    for (i = 0; i < size; i++)
    {
        nibles *n = (nibles *)&data[i];

        unsigned char old_low = n->low;
        n->low = last;
        last = n->high;
        n->high = old_low;
    }
    ((nibles *)&data[0])->low = last;
}

现在一切都好吗？不会。如果nibbles*的对齐方式不比nibbles的对齐方式更严格，则char的转换定义得很明确。并且that is not guaranteed（但是，使用small change，GCC会生成具有相同对齐方式的类型）。

就个人而言，我完全避免这个问题。我就是这样做的：

void set_low_nibble(char& c, unsigned char nibble) {
    // assumes nibble has no bits set in the four higher bits)
    unsigned char& b = reinterpret_cast<unsigned char&>(c);
    b = (b & 0xF0) | nibble;
}

void set_high_nibble(char& c, unsigned char nibble) {
    unsigned char& b = reinterpret_cast<unsigned char&>(c);
    b = (b & 0x0F) | (nibble << 4);
}

unsigned char get_low_nibble(unsigned char c) {
    return c & 0x0F;
}

unsigned char get_high_nibble(unsigned char c) {
    return (c & 0xF0) >> 4;
}

static void crypt_enc(char *data, int size)
{
    char last;

    //...

    // Pass 2
    for (i = 0; i < size; ++i)
    {
        unsigned char old_low = get_low_nibble(data[i]);
        set_low_nibble(data[i], last);
        last = get_high_nibble(data[i]);
        set_high_nibble(data[i], old_low);
    }
    set_low_nibble(data[0], last);
}

反向相反将“低”改为“高”，反之亦然;滚到最后一个蚕食，而不是第一个;并以相反的方向浏览数据：

for (i = size-1; i >= 0; --i)
{
    unsigned char old_high = get_high_nibble(data[i]);
    set_high_nibble(data[i], last);
    last = get_low_nibble(data[i]);
    set_low_nibble(data[i], old_high);
}
set_high_nibble(data[size-1], last);

如果您愿意，可以摆脱对临时last的所有转移。你只需要保存所有的最后一个半字节，然后直接移动半字节而不使用另一个变量：

last = get_high_nibble(data[size-1]);
for (i = size-1; i > 0; --i) // the last one needs special care
{
    set_high_nibble(data[i], get_low_nibble(data[i]));
    set_low_nibble(data[i], get_high_nibble(data[i-1]));
}
set_high_nibble(data[0], get_low_nibble(data[0]));
set_low_nibble(data[0], last);

Answer 2

看起来你只是将每个半字节移动一个位置，然后取最后一个字节的低半字节并将其移动到开头。只需反过来解密（从data开始，移到开头）

Answer 3

当您使用位字段时，不太可能存在移位样式方法来移动半字节。如果这种转移对你很重要，那么我建议你考虑将它们存储在某种无符号整数中。在该形式中，可以有效地执行位操作。

Answer 4

Kevin's answer正是您正在尝试做的事情。但是，你犯了一个基本错误。最终结果是你的整个数组都用零填充而不是旋转半字节。

要知道为什么会这样，我建议你先用同样的方式实现一个字节旋转（{a, b, c} -> {c, a, b}） - 这是通过使用一个从0增加到数组大小的循环计数器。通过减少转换到变量last来查看是否可以做得更好。

一旦你看到如何做到这一点，你可以简单地将相同的逻辑应用于半字节（{al:ah, bl:bh, cl:ch} -> {ch:al, ah:bl, bh:cl}）。如果您考虑十六进制值，我在此处的表示是不正确的。我的符号中的十六进制值0xXY为Y:X。如果你考虑如何完成字节旋转，你可以弄清楚如何只保存一个半字节，只需转移半字节而不实际将它们移动到last。

Answer 5

反转代码是不可能的，因为算法完全核对第一个字节并丢弃其余部分的下半部分。

在for循环的第一次迭代中，第一个字节的下半部分设置为零。

n->low = last;

它永远不会被保存在任何地方。它已经消失了。

// I think this is what you were trying for
last = ((nibbles *)&data[0])->low;
for (i = 0; i < size-1; i++)
{
    nibbles *n = (nibbles *)&data[i];
    nibbles *next = (nibbles *)&data[i+1];
    n->low = n->high;
    n->high = next->low;
}
((nibbles *)&data[size-1])->high = last;

要扭转它：

last = ((nibbles *)&data[size-1])->high;
for (i = size-1; i > 0; i--)
{
    nibbles *n = (nibbles *)&data[i];
    nibbles *prev = (nibbles *)&data[i-1];
    n->high = n->low;
    n->low = prev->high;
}
((nibbles *)&data[0])->low = last;

......除非我向后高低。

但无论如何，这在NOWHERE附近的加密领域。这充其量是混淆。通过默默无闻的安全是一种可怕的可怕做法，家庭酿造加密让人们陷入困境。如果你在玩，那就更有力了。但是，如果你真的想要一些安全的东西，那么请使用一个众所周知的安全加密方案来满足你所有字节的需要。

轻咬移动

5 个答案: