用C实现SMS4国密算法,我实在是找不出来哪里溢出了,大神们求帮助TAT

C语言 码拜 6年前 (2015-05-11) 505次浏览 0个评论

#include “stdio.h”
#include “stdafx.h”

// 全局变量说明
// 4组全局变量:S盒、固定参数CK、系统参数FK、轮密钥rk

// S盒
unsigned char S[256] = 
{
0xd6,0x90,0xe9,0xfe,0xcc,0xe1,0x3d,0xb7,0x16,0xb6,0x14,0xc2,0x28,0xfb,0x2c,0x05,
0x2b,0x67,0x9a,0x76,0x2a,0xbe,0x04,0xc3,0xaa,0x44,0x13,0x26,0x49,0x86,0x06,0x99,
0x9c,0x42,0x50,0xf4,0x91,0xef,0x98,0x7a,0x33,0x54,0x0b,0x43,0xed,0xcf,0xac,0x62,
0xe4,0xb3,0x1c,0xa9,0xc9,0x08,0xe8,0x95,0x80,0xdf,0x94,0xfa,0x75,0x8f,0x3f,0xa6,
0x47,0x07,0xa7,0xfc,0xf3,0x73,0x17,0xba,0x83,0x59,0x3c,0x19,0xe6,0x85,0x4f,0xa8,
0x68,0x6b,0x81,0xb2,0x71,0x64,0xda,0x8b,0xf8,0xeb,0x0f,0x4b,0x70,0x56,0x9d,0x35,
0x1e,0x24,0x0e,0x5e,0x63,0x58,0xd1,0xa2,0x25,0x22,0x7c,0x3b,0x01,0x21,0x78,0x87,
0xd4,0x00,0x46,0x57,0x9f,0xd3,0x27,0x52,0x4c,0x36,0x02,0xe7,0xa0,0xc4,0xc8,0x9e,
0xea,0xbf,0x8a,0xd2,0x40,0xc7,0x38,0xb5,0xa3,0xf7,0xf2,0xce,0xf9,0x61,0x15,0xa1,
0xe0,0xae,0x5d,0xa4,0x9b,0x34,0x1a,0x55,0xad,0x93,0x32,0x30,0xf5,0x8c,0xb1,0xe3,
0x1d,0xf6,0xe2,0x2e,0x82,0x66,0xca,0x60,0xc0,0x29,0x23,0xab,0x0d,0x53,0x4e,0x6f,
0xd5,0xdb,0x37,0x45,0xde,0xfd,0x8e,0x2f,0x03,0xff,0x6a,0x72,0x6d,0x6c,0x5b,0x51,
0x8d,0x1b,0xaf,0x92,0xbb,0xdd,0xbc,0x7f,0x11,0xd9,0x5c,0x41,0x1f,0x10,0x5a,0xd8,
0x0a,0xc1,0x31,0x88,0xa5,0xcd,0x7b,0xbd,0x2d,0x74,0xd0,0x12,0xb8,0xe5,0xb4,0xb0,
0x89,0x69,0x97,0x4a,0x0c,0x96,0x77,0x7e,0x65,0xb9,0xf1,0x09,0xc5,0x6e,0xc6,0x84,
0x18,0xf0,0x7d,0xec,0x3a,0xdc,0x4d,0x20,0x79,0xee,0x5f,0x3e,0xd7,0xcb,0x39,0x48,
};

// 固定参数CK
unsigned int CK[32]=

0x00070e15, 0x1c232a31, 0x383f464d, 0x545b6269, 
0x70777e85, 0x8c939aa1, 0xa8afb6bd, 0xc4cbd2d9, 
0xe0e7eef5, 0xfc030a11, 0x181f262d, 0x343b4249, 
0x50575e65, 0x6c737a81, 0x888f969d, 0xa4abb2b9, 
0xc0c7ced5, 0xdce3eaf1, 0xf8ff060d, 0x141b2229, 
0x30373e45, 0x4c535a61, 0x686f767d, 0x848b9299, 
0xa0a7aeb5, 0xbcc3cad1, 0xd8dfe6ed, 0xf4fb0209, 
0x10171e25, 0x2c333a41, 0x484f565d, 0x646b7279 
}; 

// 系统参数FK
unsigned int FK0=0xA3B1BAC6,
    FK1=0x56AA3350,
 FK2=0x677D9197,
 FK3=0xB27022DC;

// 轮密钥
unsigned int rk[32]; //轮密钥由加密密钥通过密钥扩展算法生成

// 函数声明
// 一共5个函数
void SMS4_Key_arrange(); //密钥扩展函数
void SMS4_Enc(); //单组加密函数
void SMS4_Dec(); //单组解密函数
unsigned int F_function(unsigned int a0,unsigned int a1,unsigned int a2,unsigned int a3,unsigned int rk); //加解密轮函数
unsigned int K_function(unsigned int a0,unsigned int a1,unsigned int a2,unsigned int a3,unsigned int rk); //密钥扩展轮函数

//函数名:SMS4_Key_arrange
//说  明:密钥扩展函数
//输  入:密钥地址指针 unsigned char *MK
//输  出:无
//功  能:把输入的密钥进行扩展,生成32个轮密钥
void SMS4_Key_arrange(unsigned char *MK)
{
unsigned int *K;
unsigned int temp;
unsigned int i;
K = (unsigned int *)MK;

//系统参数与输入密钥分组异或
K[0] = (unsigned int)K[0]^FK0;
K[1] = (unsigned int)K[1]^FK1;
K[2] = (unsigned int)K[2]^FK2;
K[3] = (unsigned int)K[3]^FK3;

//32轮轮密钥计算
printf(“1\n”);
for(i = 0;i < 32;i++)
{
temp = K_function(K[0],K[1],K[2],K[3],CK[i]);
printf(“2”);
K[0] = K[1];
K[1] = K[2];
K[2] = K[3];
K[3] = temp;
rk[i]= temp;
}

}

//函数名:SMS4_Enc
//说  明:单组加密函数函数
//输  入:加密数据地址 unsigned char *Data
//输  出:无
//功  能:完成一个分组128bit数据的加密,结果放入输入地址
void SMS4_Enc(unsigned char *Data)
{
unsigned int *X;
unsigned int temp;
unsigned int i;
X = (unsigned int*)Data;

//32轮轮密钥计算
for(i = 0;i < 32;i++)
{
temp = F_function(X[0],X[1],X[2],X[3],rk[i]);
X[0] = X[1];
X[1] = X[2];
X[2] = X[3];
X[3] = temp;
}

//输出反序变换
temp = X[0];
X[0] = X[3];
X[3] = temp;

temp = X[1];
X[1] = X[2];
X[2] = temp;
}

//函数名:SMS4_Dec
//说  明:单组解密函数
//输  入:加密数据地址 unsigned char *Data
//输  出:无
//功  能:完成一个分组128bit数据的加密,结果放入输入地址
void SMS4_Dec(unsigned char *Data)
{
unsigned int *X;
unsigned int temp;
unsigned int i;
X = (unsigned int*)Data;
//32轮轮密钥计算
for (i = 0; i < 32; i++)
{
temp = F_function(X[0],X[1],X[2],X[3],rk[31-i]);
X[0] = X[1];
X[1] = X[2];
X[2] = X[3];
X[3] = temp;
}

//输出变换
temp = X[0];
X[0] = X[3];
X[3] = temp;

temp = X[1];
X[1] = X[2];
X[2] = temp;
}

//函数名:F_function
//说  明:加解密轮函数F
//输  入:轮函数的5个输入值a0,a1,a2,a3,rk
//输  出:轮函数计算结果
//功  能:完成一个分组128bit数据的加密,结果放入输入地址
unsigned int F_function(unsigned int a0,unsigned int a1,unsigned int a2,unsigned int a3,unsigned int rk)
{
unsigned char t,temp;
unsigned char *tc;
t = a1 ^ a2 ^ a3 ^ rk;
tc = &t;

//S盒替代运算
tc[0]=S[tc[0]];
    tc[1]=S[tc[1]]; 
    tc[2]=S[tc[2]]; 
    tc[3]=S[tc[3]];

//线性变换L
 temp = t << 2; //t <<< 2 
     t = t ^ temp; 
     temp = temp << 10; //t <<< 10 
     t = t ^ temp; 
     temp = temp << 18; //t <<< 18 
     t = t ^ temp; 
     temp = temp << 24;     //t <<< 24 
     t = t ^ temp; 

     t = a0 ^ t; 
     return t; 

}

//函数名:K_function
//说  明:密钥扩展轮函数
//输  入:轮函数的5个输入值a0,a1,a2,a3,rk
//输  出:轮函数计算结果
//功  能:
unsigned int K_function(unsigned int a0,unsigned int a1,unsigned int a2,unsigned int a3,unsigned int rk)
{
unsigned char t,temp;
unsigned char *tc;
t = a1 ^ a2 ^ a3 ^ rk;
tc = &t;

//S盒替代运算
tc[0]=S[tc[0]];
    tc[1]=S[tc[1]]; 
    tc[2]=S[tc[2]]; 
    tc[3]=S[tc[3]];

//线性变换L
temp = t << 13; //t <<< 13
t = t ^ temp; 
    temp = temp << 10;     //t <<< 23 
    t = t ^ temp; 

    t = a0 ^ t; 

    return t; 
}

void main()
{
unsigned int i;
unsigned char data[16] = {
0x67,0x45,0x23,0x01, //X0 = 01234567 
        0xef,0xcd,0xab,0x89,     //X1 = 89abcdef 
0x98,0xba,0xdc,0xfe,     //X2 = fedcba98 
        0x10,0x32,0x54,0x76 //X3 = 76543210 
};
unsigned char mk[16] = {
0x67,0x45,0x23,0x01, //MK0 = 01234567
0xef,0xcd,0xab,0x89, //MK2 = 89abcdef
0x98,0xba,0xdc,0xfe, //MK3 = fedcba98
0x10,0x32,0x54,0x76 //MK4 = 76543210
};

printf(“SMS4\n”);

SMS4_Key_arrange(mk); //密钥扩展,生成32个轮密钥rk
printf(“yooooooooooooooooo”);
for (i = 0; i < 100; i++)
{
SMS4_Enc(data);
}
for (i = 0; i < 100; i++)
{
SMS4_Dec(data);
}

printf(“finish\n”);
}

40分
//你的K_function和F_function函数中都存在内存违规访问的问题,见注释
//这样的问题,调试运行的话很容易找到的
unsigned int K_function(unsigned int a0,unsigned int a1,unsigned int a2,unsigned int a3,unsigned int rk)
{
	unsigned char t,temp;
	unsigned char *tc;
	t = a1 ^ a2 ^ a3 ^ rk;
	tc = &t;         //tc保存的仅仅是t的地址


	//S盒替代运算
	tc[0]=S[tc[0]]; //tc[0]相当于访问t,所以这里没有内存越界访问
	tc[1]=S[tc[1]]; //越界访问
	tc[2]=S[tc[2]]; //越界访问
	tc[3]=S[tc[3]]; //越界访问

	//线性变换L
	temp = t << 13; //t <<< 13
	t = t ^ temp; 
	temp = temp << 10;     //t <<< 23 
	t = t ^ temp; 

	t = a0 ^ t; 

	return t; 
}
代码功能归根结底不是别人帮自己看或讲解或注释出来的;而是被自己静下心来花足够长的时间和精力亲自动手单步或设断点或对执行到某步获得的中间结果显示或写到日志文件中一步一步分析出来的。
提醒:再牛×的老师也无法代替学生自己领悟和上厕所!
单步调试和设断点调试(VS IDE中编译连接通过以后,按F10或F11键单步执行,按Shift+F11退出当前函数;在某行按F9设断点后按F5执行停在该断点处。)是程序员必须掌握的技能之一。
弱爆,S盒固定的啊?不能根据密钥生成?

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