算法详解

在TEA中，密钥是直接分成4个32位部分（总共128位），每轮加密过程中使用这些部分直接参与计算。密钥在整个加密过程中的使用比较固定，没有变化。这样，攻击者只需要通过分析固定密钥的几轮加密就能发现模式，从而降低了加密算法的安全性。

在XTEA中，以及密钥并不是每轮加密中直接使用固定的部分。相反，XTEA通过密钥的不同部分在每一轮加密中进行动态调度，密钥在加密过程中会经过多次变换，从而增强了密钥的复杂性和加密过程的不可预测性。

加密流程示意图：

代码实现

下面是XTEA算法加密过程的C语言函数实现

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void encrypt(uint32_t v[2], uint32_t const key[4]) 
{
    unsigned int i;
    uint32_t v0=v[0], v1=v[1], sum=0, delta=0x9E3779B9;
    for (i=0; i < 64; i++) // XTEA默认循环64轮，与TEA不同，题目也可能修改循环次数
    {
        v0 += (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (sum + key[sum & 3]); 
        sum += delta;
        v1 += (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (sum + key[(sum>>11) & 3]);
        // 此处对key的索引方式与TEA不同
    }
    v[0]=v0; v[1]=v1;
}

下面是XTEA算法解密过程的C语言代码实现

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void decipher(uint32_t v[2], uint32_t const key[4])
{
    unsigned int i;
    uint32_t v0=v[0], v1=v[1], delta=0x9E3779B9, sum=delta*num_rounds;
    for (i=0; i < num_rounds; i++) 
    {
        v1 -= (((v0 << 4) ^ (v0 >> 5)) + v0) ^ (sum + key[(sum>>11) & 3]);
        sum -= delta;
        v0 -= (((v1 << 4) ^ (v1 >> 5)) + v1) ^ (sum + key[sum & 3]);
    }
    v[0]=v0; v[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;
}

例题

[HNCTF 2022 WEEK3]Try2debugPlusPlus