河豚加密子密钥生成

Question

好的，我在PHP中做了一个小的河豚实现，作为我自己的一个编程练习，并且更好地了解这个加密方法。我得到了一组可以工作的函数，因为我可以对数据进行加密并再次解密，但是我发现的测试向量与我的加密值不一致…由于编码/解码似乎工作正常，我猜想错误是在我的函数的设置中，将秘密键应用到P数组和S-box，得到了不同的P值和S-box值，因此编码的值是不同的。有人能发现我的逻辑哪里出问题了吗？

对于0x0000000000000000键的测试用例和0x0000000000000000的文本输入，第一步是使用P数组对键进行异或，但使用所有的零键，这将导致P数组不变，因此仍然有它开头的pi的十六进制值。然后使用当前的P数组和S-boxes对64字节的文本字符串(0x0000000000000000)进行编码，结果被拆分以替换P1和P2。然后再次对相同的输出进行编码(使用新的P1和P2值)以获得另一个输出，用于替换P3和P4。这种情况一直持续到所有的P值都被改变，而S盒.通过这个过程，我得到以下信息(左边的原始值，通过右侧的秘密密钥进程传播后的值)：

P1: 243f6a88 ⇒ 99f2ff37
P2: 85a308d3 ⇒ 9ce5cb96
P3: 13198a2e ⇒ d8bf7d9a
P4: 03707344 ⇒ eba1db37
P5: a4093822 ⇒ 5954010a
P6: 299f31d0 ⇒ 2b121658
P7: 082efa98 ⇒ e7a5b7ed
P8: ec4e6c89 ⇒ 21a6717f
P9: 452821e6 ⇒ b2bb1bf8
P10: 38d01377 ⇒ 937f0244
P11: be5466cf ⇒ e111a3da
P12: 34e90c6c ⇒ 67170ab6
P13: c0ac29b7 ⇒ 5d1db61b
P14: c97c50dd ⇒ cdf63d96
P15: 3f84d5b5 ⇒ c4935141
P16: b5470917 ⇒ ad859868
P17: 9216d5d9 ⇒ 0ca32381
P18: 8979fb1b ⇒ 50964a67
S1,0: d1310ba6 ⇒ a96eceb6
S1,1: 98dfb5ac ⇒ 3480051c
S1,2: 2ffd72db ⇒ 8d315fa7
S1,3: d01adfb7 ⇒ 936c585a
S1,4: b8e1afed ⇒ cd9cd593
...
S4,251: c208e69f ⇒ cc091e06
S4,252: b74e6132 ⇒ 2e7b8ad3
S4,253: ce77e25b ⇒ dc3d8ec5
S4,254: 578fdfe3 ⇒ c52e90ab
S4,255: 3ac372e6 ⇒ e1866c06

当我用该数据集编码0x00000000000000时，我得到了0x3b8a9fa06e840430，但是测试用例表明我应该得到0x4ef997456198dd78。

你能看到我要出错的地方吗？

编辑；详细加密，修复32位整数问题后，这里是如何解释(我认为我的程序正在解释)河豚加密发生的方式。给定使用pi的十六进制值初始化的P数组和S-box集，以及使用空键(因此仍然是相同的)的P数组XORed，我执行以下操作：

0x0000000000000000输入被分成两部分，左半部分变成L0，右半部分变成R0：

L0 = 0x00000000
R0 = 0x00000000

R1 = L0 ^ P1 = 0x00000000 ^ 0x243f6a88 = 0x243f6a88
L1 = F(R1) ^ R0 = F(0x243f6a88) ^ 0x00000000 = 0xdb2f9c4e ^ 0x00000000 = 0xdb2f9c4e

R2 = L1 ^ P2 = 0xdb2f9c4e ^ 0x85a308d3 = 0x5e8c949d
L2 = F(R2) ^ R1 = F(0x5e8c949d) ^ 0x243f6a88 = 0x33002cc0 ^ 0x243f6a88 = 0x173f4648

R3 = L2 ^ P3 = 0x173f4648 ^ 0x13198a2e = 0x426cc66
L3 = F(R3) ^ R2 = F(0x426cc66) ^ 0x5e8c949d = 0xd8a68913 ^ 0x5e8c949d = 0x862a1d8e
....

R16 = L15 ^ P16 = 0xf5e1fd40 ^ 0xb5470917 = 0x40a6f457
L16 = F(R16) ^ R15 = F(0x40a6f457) ^ 0xea27e3cc = 0x66509b85 ^ 0xea27e3cc = 0x8c777849

Now untwist and apply final P values
R_final = L16 ^ P17 = 0x8c777849 ^ 0x9216d5d9 = 0x1e61ad90
L_final = R16 ^ P18 = 0x40a6f457 ^ 0x8979fb1b = 0xc9df0f4c

Final ciphered output: 0xc9df0f4c1e61ad90, should be 0x706d9fcc1792d23a...

Answer 1

你的加密功能出问题了。这些应该是带有全零键的init数组结果(我的P数组是基于零的，但这不应该有什么区别)：

P0: 243f6a88 => 706d9fcc
P1: 85a308d3 => 1792d23a
P2: 13198a2e => 2db9d714
P3: 03707344 => 966e1439
P4: a4093822 => ac21a76d
P5: 299f31d0 => 8324e988
P6: 082efa98 => ac0dc9dd
P7: ec4e6c89 => 2c38f6b3
P8: 452821e6 => 70619520
P9: 38d01377 => fa23ecbe
P10: be5466cf => 17b2f676
P11: 34e90c6c => eba13a04
P12: c0ac29b7 => 8b949e61
P13: c97c50dd => 7a147caf
P14: 3f84d5b5 => 56ccc6b6
P15: b5470917 => 4461b24d
P16: 9216d5d9 => 7361e6a1
P17: 8979fb1b => 196a7c43

如果您需要帮助跟踪bug，您必须在初始化过程中的第一步加密过程中发布算法的进展情况，在初始化过程中，零块是用初始P和S框加密的。

增编1:

你的计算在F(0x5e8c949d)上出错了--这应该是0x33002cc0。但是，您的第一个F()是正确的-因此，我认为当您在F()函数中添加的内容溢出而不是正确包装时，就会出现问题。这个问题是关于PHP整数溢出的，在接受的答案中有一个对您有用的解决方案(实际上，他所做的计算与F()函数完全相同，我认为这不是巧合;)

以下是前两次F()计算应该如何进行：

F(0x243f6a88) =
        byte0 = 0x24, S0(byte0) = 0xe65525f3
        byte1 = 0x3f, S1(byte1) = 0x183eb331
        byte2 = 0x6a, S2(byte2) = 0x647d0862
        byte3 = 0x88, S3(byte3) = 0x4040cb08
((0xe65525f3 + 0x183eb331) ^ 0x647d0862) + 0x4040cb08
 = 0xdb2f9c4e
F(0x5e8c949d) =
        byte0 = 0x5e, S0(byte0) = 0x7d84a5c3
        byte1 = 0x8c, S1(byte1) = 0xeecea50f
        byte2 = 0x94, S2(byte2) = 0x1a6b1018
        byte3 = 0x9d, S3(byte3) = 0xbcc7d1f6
((0x7d84a5c3 + 0xeecea50f) ^ 0x1a6b1018) + 0xbcc7d1f6
 = 0x33002cc0

增编2:

F()的实现仍然有问题--第三次调用应该如何运行：

F(0x0426cc66) =
        byte0 = 0x04, S0(byte0) = 0xb8e1afed
        byte1 = 0x26, S1(byte1) = 0x8e7d44ec
        byte2 = 0xcc, S2(byte2) = 0x1ab93d1d
        byte3 = 0x66, S3(byte3) = 0x5121ce64
((0xb8e1afed + 0x8e7d44ec) ^ 0x1ab93d1d) + 0x5121ce64
 = 0xaf099828