一些可逆算法汇集（一）

COPY的资料：

微型加密算法（TEA）及其相关变种（XTEA，Block TEA，XXTEA） 都是分组加密算法，它们很容易被描述，实现也很简单（典型的几行代码）。
TEA 算法最初是由剑桥计算机实验室的 David Wheeler 和 Roger Needham 在 1994 年设计的。该算法使用 128 位的密钥为 64 位的信息块进行加密，它需要进行 64 轮迭代，尽管作者认为 32 轮已经足够了。该算法使用了一个神秘常数δ作为倍数，它来源于黄金比率，以保证每一轮加密都不相同。但δ的精确值似乎并不重要，这里 TEA 把它定义为 δ=「(√5 - 1)231」（也就是程序中的 0×9E3779B9）。之后 TEA 算法被发现存在缺陷，作为回应，设计者提出了一个 TEA 的升级版本——XTEA（有时也被称为“tean”）。XTEA 跟 TEA 使用了相同的简单运算，但它采用了截然不同的顺序，为了阻止密钥表攻击，四个子密钥（在加密过程中，原 128 位的密钥被拆分为 4 个 32 位的子密钥）采用了一种不太正规的方式进行混合，但速度更慢了。
在跟描述 XTEA 算法的同一份报告中，还介绍了另外一种被称为 Block TEA 算法的变种，它可以对 32 位大小任意倍数的变量块进行操作。该算法将 XTEA 轮循函数依次应用于块中的每个字，并且将它附加于它的邻字。该操作重复多少轮依赖于块的大小，但至少需要 6 轮。该方法的优势在于它无需操作模式（CBC，OFB，CFB 等），密钥可直接用于信息。对于长的信息它可能比 XTEA 更有效率。
在 1998 年，Markku-Juhani Saarinen 给出了一个可有效攻击 Block TEA 算法的代码，但之后很快 David J. Wheeler 和 Roger M. Needham 就给出了 Block TEA 算法的修订版，这个算法被称为 XXTEA。XXTEA 使用跟 Block TEA 相似的结构，但在处理块中每个字时利用了相邻字。它利用一个更复杂的 MX 函数代替了 XTEA 轮循函数，MX 使用 2 个输入量。

 

XXTEA算法在加密、解密时需要提供给算法一个自己设计的密码本，此密码本必须严密保护，不可对外泄露，可以是任意字符，甚至可以是中文。

 

C#实现：

1. /* xxtea.cs
2.  *
3.  * Author:       Ma Bingyao <andot@ujn.edu.cn>
4.  * Copyright:    CoolCode.CN
5.  * Version:      1.1
6.  * LastModified: 2006-05-05
7.  * This library is free.  You can redistribute it and/or modify it.
8.  * http://www.coolcode.cn/?p=163
9.  */
11. using System;
13. class XXTEA
14. {
15.     public static Byte[] Encrypt(Byte[] Data, Byte[] Key)
16.     {
17.         if (Data.Length == 0)
18.         {
19.             return Data;
20.         }
21.         return ToByteArray(Encrypt(ToUInt32Array(Data, true), ToUInt32Array(Key, false)), false);
22.     }
23.     public static Byte[] Decrypt(Byte[] Data, Byte[] Key)
24.     {
25.         if (Data.Length == 0)
26.         {
27.             return Data;
28.         }
29.         return ToByteArray(Decrypt(ToUInt32Array(Data, false), ToUInt32Array(Key, false)), true);
30.     }
32.     public static UInt32[] Encrypt(UInt32[] v, UInt32[] k)
33.     {
34.         Int32 n = v.Length - 1;
35.         if (n < 1)
36.         {
37.             return v;
38.         }
39.         if (k.Length < 4)
40.         {
41.             UInt32[] Key = new UInt32[4];
42.             k.CopyTo(Key, 0);
43.             k = Key;
44.         }
45.         UInt32 z = v[n], y = v[0], delta = 0x9E3779B9, sum = 0, e;
46.         Int32 p, q = 6 + 52 / (n + 1);
47.         while (q-- > 0)
48.         {
49.             sum = unchecked(sum + delta);
50.             e = sum >> 2 & 3;
51.             for (p = 0; p < n; p++)
52.             {
53.                 y = v[p + 1];
54.                 z = unchecked(v[p] += (z >> 5 ^ y << 2) + (y >> 3 ^ z << 4) ^ (sum ^ y) + (k[p & 3 ^ e] ^ z));
55.             }
56.             y = v[0];
57.             z = unchecked(v[n] += (z >> 5 ^ y << 2) + (y >> 3 ^ z << 4) ^ (sum ^ y) + (k[p & 3 ^ e] ^ z));
58.         }
59.         return v;
60.     }
61.     public static UInt32[] Decrypt(UInt32[] v, UInt32[] k)
62.     {
63.         Int32 n = v.Length - 1;
64.         if (n < 1)
65.         {
66.             return v;
67.         }
68.         if (k.Length < 4)
69.         {
70.             UInt32[] Key = new UInt32[4];
71.             k.CopyTo(Key, 0);
72.             k = Key;
73.         }
74.         UInt32 z = v[n], y = v[0], delta = 0x9E3779B9, sum, e;
75.         Int32 p, q = 6 + 52 / (n + 1);
76.         sum = unchecked((UInt32)(q * delta));
77.         while (sum != 0)
78.         {
79.             e = sum >> 2 & 3;
80.             for (p = n; p > 0; p--)
81.             {
82.                 z = v[p - 1];
83.                 y = unchecked(v[p] -= (z >> 5 ^ y << 2) + (y >> 3 ^ z << 4) ^ (sum ^ y) + (k[p & 3 ^ e] ^ z));
84.             }
85.             z = v[n];
86.             y = unchecked(v[0] -= (z >> 5 ^ y << 2) + (y >> 3 ^ z << 4) ^ (sum ^ y) + (k[p & 3 ^ e] ^ z));
87.             sum = unchecked(sum - delta);
88.         }
89.         return v;
90.     }
91.     //
92.     private static UInt32[] ToUInt32Array(Byte[] Data, Boolean IncludeLength)
93.     {
94.         //将加密字节根据长度进行位移运算得出&3的key
95.         Int32 n = (((Data.Length & 3) == 0) ? (Data.Length >> 2) : ((Data.Length >> 2) + 1));
96.         UInt32[] Result;
97.         
98.         if (IncludeLength)
99.         {
100.             Result = new UInt32[n + 1];
101.             Result[n] = (UInt32)Data.Length;
102.         }
103.         else
104.         {
105.             Result = new UInt32[n];
106.         }
108.         n = Data.Length;
109.         for (Int32 i = 0; i < n; i++)
110.         {
111.             Result[i >> 2] |= (UInt32)Data[i] << ((i & 3) << 3);
112.         }
113.         return Result;
114.     }
115.     private static Byte[] ToByteArray(UInt32[] Data, Boolean IncludeLength)
116.     {
117.         Int32 n;
118.         if (IncludeLength)
119.         {
120.             n = (Int32)Data[Data.Length - 1];
121.         }
122.         else
123.         {
124.             n = Data.Length << 2;
125.         }
126.         Byte[] Result = new Byte[n];
127.         for (Int32 i = 0; i < n; i++)
128.         {
129.             Result[i] = (Byte)(Data[i >> 2] >> ((i & 3) << 3));
130.         }
131.         return Result;
132.     }
133. }

JS实现:

1. /* xxtea.js
2. *
3. * Author: Ma Bingyao <andot@ujn.edu.cn>
4. * Copyright: CoolCode.CN
5. * Version: 1.2
6. * LastModified: 2006-05-02
7. * This library is free. You can redistribute it and/or modify it.
8. * http://www.coolcode.cn/?p=128
9. */ 
11. function long2str(v, w) {
12. var vl = v.length;
13. var sl = v[vl - 1] & 0xffffffff;
14. for (var i = 0; i < vl; i++)
15. {
16. v[i] = String.fromCharCode(v[i] & 0xff,
17. v[i] >>> 8 & 0xff,
18. v[i] >>> 16 & 0xff, 
19. v[i] >>> 24 & 0xff);
20. }
21. if (w) {
22. return v.join('').substring(0, sl);
23. }
24. else {
25. return v.join('');
26. }
27. }
29. function str2long(s, w) {
30. var len = s.length;
31. var v = [];
32. for (var i = 0; i < len; i += 4)
33. {
34. v[i >> 2] = s.charCodeAt(i)
35. | s.charCodeAt(i + 1) << 8
36. | s.charCodeAt(i + 2) << 16
37. | s.charCodeAt(i + 3) << 24;
38. }
39. if (w) {
40. v[v.length] = len;
41. }
42. return v;
43. }
45. function xxtea_encrypt(str, key) {
46. if (str == "") {
47. return "";
48. }
49. var v = str2long(str, true);
50. var k = str2long(key, false);
51. var n = v.length - 1;
53. var z = v[n], y = v[0], delta = 0x9E3779B9;
54. var mx, e, q = Math.floor(6 + 52 / (n + 1)), sum = 0;
55. while (q-- > 0) {
56. sum = sum + delta & 0xffffffff;
57. e = sum >>> 2 & 3;
58. for (var p = 0; p < n; p++) {
59. y = v[p + 1];
60. mx = (z >>> 5 ^ y << 2) + (y >>> 3 ^ z << 4) ^ (sum ^ y) + (k[p & 3 ^ e] ^ z);
61. z = v[p] = v[p] + mx & 0xffffffff;
62. }
63. y = v[0];
64. mx = (z >>> 5 ^ y << 2) + (y >>> 3 ^ z << 4) ^ (sum ^ y) + (k[p & 3 ^ e] ^ z);
65. z = v[n] = v[n] + mx & 0xffffffff;
66. }
68. return long2str(v, false);
69. }
71. function xxtea_decrypt(str, key) {
72. if (str == "") {
73. return "";
74. }
75. var v = str2long(str, false);
76. var k = str2long(key, false);
77. var n = v.length - 1;
79. var z = v[n - 1], y = v[0], delta = 0x9E3779B9;
80. var mx, e, q = Math.floor(6 + 52 / (n + 1)), sum = q * delta & 0xffffffff;
81. while (sum != 0) {
82. e = sum >>> 2 & 3;
83. for (var p = n; p > 0; p--) {
84. z = v[p - 1];
85. mx = (z >>> 5 ^ y << 2) + (y >>> 3 ^ z << 4) ^ (sum ^ y) + (k[p & 3 ^ e] ^ z);
86. y = v[p] = v[p] - mx & 0xffffffff;
87. }
88. z = v[n];
89. mx = (z >>> 5 ^ y << 2) + (y >>> 3 ^ z << 4) ^ (sum ^ y) + (k[p & 3 ^ e] ^ z);
90. y = v[0] = v[0] - mx & 0xffffffff;
91. sum = sum - delta & 0xffffffff;
92. }
94. return long2str(v, true);
95. }

Java实现：

1. /* xxtea.java 
2. * 
3. * Author:       Ma Bingyao < andot@ujn.edu.cn > 
4. * Copyright:    CoolCode.CN 
5. * Version:      1.0 
6. * LastModified: 2006-05-11 
7. * This library is free.  You can redistribute it and/or modify it. 
8. * http://www.coolcode.cn/?p=169 
9. */ 
10. public   class xxtea { 
11.     /** 
12.      * Encrypt data with key. 
13.      * 
14.      * @param data 
15.      * @param key 
16.      * @return 
17.      */ 
18.     public   static byte [] encrypt ( byte [] data , byte [] key ) { 
19.         if   ( data . length == 0 ) { 
20.             return   data ; 
21.         } 
22.         return   toByteArray ( encrypt ( toIntArray ( data , true ) , toIntArray ( key , false )) , false ) ; 
23.     } 
24.   
25.     /** 
26.      * Decrypt data with key. 
27.      * 
28.      * @param data 
29.      * @param key 
30.      * @return 
31.      */ 
32.     public   static byte [] decrypt ( byte [] data , byte [] key ) { 
33.         if   ( data . length == 0 ) { 
34.             return   data ; 
35.         } 
36.         return   toByteArray ( decrypt ( toIntArray ( data , false ) , toIntArray ( key , false )) , true ) ; 
37.     } 
38.   
39.     /** 
40.      * Encrypt data with key. 
41.      * 
42.      * @param v 
43.      * @param k 
44.      * @return 
45.      */ 
46.     public   static int [] encrypt ( int [] v , int [] k ) { 
47.         int   n = v . length - 1 ; 
48.         if   ( n < 1 ) { 
49.             return   v ; 
50.         } 
51.         if   ( k . length < 4 ) { 
52.             int []   key = new int [ 4 ] ; 
53.             System . arraycopy ( k , 0 , key , 0 , k . length ) ; 
54.             k = key ; 
55.         } 
56.         int   z = v [ n ] , y = v [ 0 ] , delta = 0x9E3779B9 , sum = 0 , e ; 
57.         int   p , q = 6 + 52 / ( n + 1 ) ; 
58.         while   ( q -- > 0 ) { 
59.             sum = sum + delta ; 
60.             e = sum >>> 2 & 3 ; 
61.             for   ( p = 0 ; p < n ; p ++ ) { 
62.                 y = v [ p + 1 ] ; 
63.                 z = v [ p ] += ( z >>> 5 ^ y << 2 ) + ( y >>> 3 ^ z << 4 ) ^ ( sum ^ y ) + ( k [ p & 3 ^ e ] ^ z ) ; 
64.             } 
65.             y = v [ 0 ] ; 
66.             z = v [ n ] += ( z >>> 5 ^ y << 2 ) + ( y >>> 3 ^ z << 4 ) ^ ( sum ^ y ) + ( k [ p & 3 ^ e ] ^ z ) ; 
67.         } 
68.         return   v ; 
69.     } 
70.   
71.     /** 
72.      * Decrypt data with key. 
73.      * 
74.      * @param v 
75.      * @param k 
76.      * @return 
77.      */ 
78.     public   static int [] decrypt ( int [] v , int [] k ) { 
79.         int   n = v . length - 1 ; 
80.         if   ( n < 1 ) { 
81.             return   v ; 
82.         } 
83.         if   ( k . length < 4 ) { 
84.             int []   key = new int [ 4 ] ; 
85.             System . arraycopy ( k , 0 , key , 0 , k . length ) ; 
86.             k = key ; 
87.         } 
88.         int   z = v [ n ] , y = v [ 0 ] , delta = 0x9E3779B9 , sum , e ; 
89.         int   p , q = 6 + 52 / ( n + 1 ) ; 
90.         sum = q * delta ; 
91.         while   ( sum != 0 ) { 
92.             e = sum >>> 2 & 3 ; 
93.             for   ( p = n ; p > 0 ; p -- ) { 
94.                 z = v [ p - 1 ] ; 
95.                 y = v [ p ] -= ( z >>> 5 ^ y << 2 ) + ( y >>> 3 ^ z << 4 ) ^ ( sum ^ y ) + ( k [ p & 3 ^ e ] ^ z ) ; 
96.             } 
97.             z = v [ n ] ; 
98.             y = v [ 0 ] -= ( z >>> 5 ^ y << 2 ) + ( y >>> 3 ^ z << 4 ) ^ ( sum ^ y ) + ( k [ p & 3 ^ e ] ^ z ) ; 
99.             sum = sum - delta ; 
100.         } 
101.         return   v ; 
102.     } 
103.   
104.     /** 
105.      * Convert byte array to int array. 
106.      * 
107.      * @param data 
108.      * @param includeLength 
109.      * @return 
110.      */ 
111.     private   static int [] toIntArray ( byte [] data , boolean includeLength ) { 
112.         int   n = ((( data . length & 3 ) == 0 ) ? ( data . length >>> 2 ) 
113.                 : (( data . length >>> 2 ) + 1 )) ; 
114.         int []   result ; 
115.         if   ( includeLength ) { 
116.             result = new   int [ n + 1 ] ; 
117.             result [ n ] = data . length ; 
118.         }   else { 
119.             result = new   int [ n ] ; 
120.         } 
121.         n = data . length ; 
122.         for   ( int i = 0 ; i < n ; i ++ ) { 
123.             result [ i >>> 2 ] |= ( 0x000000ff & data [ i ]) << (( i & 3 ) << 3 ) ; 
124.         } 
125.         return   result ; 
126.     } 
127.   
128.     /** 
129.      * Convert int array to byte array. 
130.      * 
131.      * @param data 
132.      * @param includeLength 
133.      * @return 
134.      */ 
135.     private   static byte [] toByteArray ( int [] data , boolean includeLength ) { 
136.         int   n ; 
137.         if   ( includeLength ) { 
138.             n = data [ data . length - 1 ] ; 
139.         }   else { 
140.             n = data . length << 2 ; 
141.         } 
142.   
143.         byte []   result = new byte [ n ] ; 
144.         for   ( int i = 0 ; i < n ; i ++ ) { 
145.             result [ i ] = ( byte )   ( data [ i >>> 2 ] >>> (( i & 3 ) << 3 )) ; 
146.         } 
147.         return   result ; 
148.     } 
149. }

AS3实现：

 package com.klstudio.crypto{
       
        import com.klstudio.util.StringUtil;
       
        public class XXTEA{
               
                public function XXTEA(){
                        throw new Error("XXTEA class is static container only");
                }
               
                private static function long2str(v:Array,w:Boolean):String {
                        var vl:uint = v.length;
                        var sl = v[vl - 1] & 0xffffffff;
                        for (var i:uint = 0; i < vl; i++){
                                v[i] = String.fromCharCode(v[i] & 0xff,
                                                           v[i] >>> 8 & 0xff,
                                v[i] >>> 16 & 0xff,
                                v[i] >>> 24 & 0xff);
                        }
                        if(w){
                                return v.join('').substring(0, sl);
                        }
                        else {
                                return v.join('');
                        }
                }
               
                private static function str2long(s:String,w:Boolean):Array {
                        var len:uint = s.length;
                        var v:Array = new Array();
                        for (var i:uint = 0; i < len; i += 4){
                                v[i >> 2] = s.charCodeAt(i)
                                | s.charCodeAt(i + 1) << 8
                                | s.charCodeAt(i + 2) << 16
                                | s.charCodeAt(i + 3) << 24;
                        }
                        if (w) {
                                v[v.length] = len;
                        }
                        return v;
                }
               
                public static function encrypt(char:String,key:String):String{
                        if(char == ""){
                                return "";
                        }
                        var v:Array = str2long(StringUtil.utf16to8(char), true);
                        var k:Array = str2long(key, false);
                        var n:uint = v.length - 1;
                       
                        var z:Number = v[n];
                        var y:Number = v[0];
                        var delta:Number = 0x9E3779B9;
                        var mx:Number;
                        var q:Number = Math.floor(6 + 52 / (n + 1))
                        var sum:Number = 0;
                        while (q-- > 0) {
                                sum = sum + delta & 0xffffffff;
                                var e:Number = sum >>> 2 & 3;
                                for (var p:uint = 0; p < n; p++) {
                                        y = v[p + 1];
                                        mx = (z >>> 5 ^ y << 2) + (y >>> 3 ^ z << 4) ^ (sum ^ y) + (k[p & 3 ^ e] ^ z);
                                        z = v[p] = v[p] + mx & 0xffffffff;
                                }
                                y = v[0];
                                mx = (z >>> 5 ^ y << 2) + (y >>> 3 ^ z << 4) ^ (sum ^ y) + (k[p & 3 ^ e] ^ z);
                                z = v[n] = v[n] + mx & 0xffffffff;
                        }
                        return long2str(v, false);
                }
               
                public static function decrypt(char:String,key:String):String{
                        if (char == "") {
                                return "";
                        }
                        var v:Array = str2long(char, false);
                        var k:Array = str2long(key, false);
                        var n:uint = v.length - 1;
                       
                        var z:Number = v[n - 1];
                        var y:Number = v[0];
                        var delta:Number = 0x9E3779B9;
                        var mx:Number;
                        var q:Number = Math.floor(6 + 52 / (n + 1));
                        var sum:Number = q * delta & 0xffffffff;
                        while (sum != 0) {
                                var e:Number = sum >>> 2 & 3;
                                for (var p:uint = n; p > 0; p--) {
                                        z = v[p - 1];
                                        mx = (z >>> 5 ^ y << 2) + (y >>> 3 ^ z << 4) ^ (sum ^ y) + (k[p & 3 ^ e] ^ z);
                                        y = v[p] = v[p] - mx & 0xffffffff;
                                }
                                z = v[n];
                                mx = (z >>> 5 ^ y << 2) + (y >>> 3 ^ z << 4) ^ (sum ^ y) + (k[p & 3 ^ e] ^ z);
                                y = v[0] = v[0] - mx & 0xffffffff;
                                sum = sum - delta & 0xffffffff;
                        }
                       
                        return StringUtil.utf8to16(long2str(v, true));
                }
        }
}

 

 

以C#实现为例，调用加解密类操作时：

1）加密：

1. .........
2. //欲加密字符串
3. String str = "我要加密";
4. //密码本
5. String encryptionStr = "你真的要加密吗？";
6. //得到encoder对象
7. System.Text.Encoding encoder = System.Text.Encoding.UTF8;
8. //使用XXTEA加密类对输入字符串进行加密，得到加密后的字节数组（字节数组，字节数组）
9. Byte[] data = XXTEA.Encrypt(encoder.GetBytes(str), encoder.GetBytes(encryptionStr;
10. //将加密后的字节数组转换为等效字符串
11. String decryptStr = System.Convert.ToBase64String(data);
12. .........

2）解密：

1. .........
2. //得到encoder对象
3.             System.Text.Encoding encoder = System.Text.Encoding.UTF8;
4.             //欲解密字符串 
5.             String decryptStr = "这里是加密得到的decryptStr字符串";
6.             //密码本 
7.             String encryptionStr = "你真的要加密吗？";
8.             //解密后的字符串
9.             String str = "";
10.             try
11.             {
12.                 //通过XXTEA解密类将加密字符串解密
13.                 str = encoder.GetString(XXTEA.Decrypt(System.Convert.FromBase64String(decryptStr), encoder.GetBytes(encryptionStr)));
14.             }
15.             catch (Exception e)
16.             {
17.                throw new Exception("这个字符不可解密!");
18.             }
19. .........