算法详解

TEA在加密的过程中要加密的明文使用2个32位无符号整数（2×4字节），秘钥为4个32位无符号整数（4×4字节），更长的明文可通过分为多个4字节为单位的小组分别进行加密（循环）

加密流程示意图：

实战识别

在逆向分析实战中判断TEA算法的可从其3行核心加密中出现的右移4左移5，两行各有3个小括号互相异或的加密流程和单次加密循环32次以及运算中出现的sum和delta变量看出

代码实现

下面是TEA算法加密过程的C语言函数实现

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#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
void encrypt(uint32_t* temp, uint32_t* key) // 解密函数
{  
    uint32_t v0 = temp[0], v1 = temp[1];
    int sum = 0;    // 初始sum值，注意此处要修改为delta的32倍
    uint32_t delta = 0x9e3779b9;  // 和加密函数一致的delta常量
    for (int i = 0; i < 32; i++) {
        sum += delta;
        v0 += ((v1 << 4) + key[0]) ^ (v1 + sum) ^ ((v1 >> 5) + key[1]);
        v1 += ((v0 << 4) + key[2]) ^ (v0 + sum) ^ ((v0 >> 5) + key[3]);// 不要修改算式！
    }
    temp[0] = v0;
    temp[1] = v1;
}

下面是TEA算法解密过程的C语言代码实现

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#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
void decrypt(uint32_t* temp, uint32_t* key) // 解密函数
{  
    uint32_t v0 = temp[0], v1 = temp[1];
    int sum = 0x9e3779b9 * 32;    // 初始sum值，注意此处要修改为delta的32倍
    uint32_t delta = 0x9e3779b9;  // 和加密函数一致的delta常量
    for (int i = 0; i < 32; i++) {
        v1 -= ((v0 << 4) + key[2]) ^ (v0 + sum) ^ ((v0 >> 5) + key[3]);// 不要修改算式！
        v0 -= ((v1 << 4) + key[0]) ^ (v1 + sum) ^ ((v1 >> 5) + key[1]);
        sum -= delta;
    }
    temp[0] = v0;
    temp[1] = v1;
}
int main() {
    uint32_t key[4] = 
    {
        // 此处存放密钥
    };  
    uint32_t temp[2];  // 存储每组密文
    uint8_t flag[32] = 
    {
        // 此处存放要解密的数据
    };
    for (int i = 0; i < 32; i += 8)// 有多少字节的密文，就填i<多少（此处为32）
    {  
        temp[0] = *(uint32_t*)&flag[i];
        temp[1] = *(uint32_t*)&flag[i + 4];

        decrypt(temp, key);// 调用解密函数

        for (int j = 0; j < 2; j++) // 输出解密后的数据
        {
            for (int m = 0; m < 4; m++) 
            {
                printf("%c", temp[j] & 0xff);  // 按字节输出，恢复原始字符
                temp[j] >>= 8;
            }
        }
    }
    return 0;
}

魔改

魔改TEA的一些方法：

  1. 腾讯TEA

    TEA的变种，标准TEA中使用的32轮加密，而腾讯只用了16轮。

  2. CBC模式的TEA

将明文分组与前一个密文分组进行异或运算，然后再进行加密，对于第一组的话就设置一个初始值来和第一组明文异或。

每一轮是取v0和v1，data1, data2和v0，v1异或，异或之后的data1和data2传入指针进行tea加密，之后再将加密之后的赋值回的v0和v1。

逆向方法：

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void encrypt(uint32_t* v, uint32_t* k) {
    uint32_t v0 = v[0], v1 = v[1], sum = 0, i;

    data1 ^= v0;
    data2 ^= v1;
    v0 = data1;
    v1 = data2;        

    uint32_t delta = 0x6e75316c;
    uint32_t k0 = k[0], k1 = k[1], k2 = k[2], k3 = k[3];
    for (i = 0; i < 32; i++)
    {
        sum += delta;
        v0 += ((v1 << 4) + k0) ^ (v1 + sum) ^ ((v1 >> 5) + k1) ^ (sum + i);
        v1 += ((v0 << 4) + k2) ^ (v0 + sum) ^ ((v0 >> 5) + k3) ^ (sum + i);
    }
    data1 = v0;
    data2 = v1;
}

例题

[HGAME 2023 week1]a_cup_of_tea