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问题描述

解密函数decrypt 以及加密块函数encryptBlock与解密块函数decryptBlock 是正确的，
并且已知 加密块函数encryptBlock与解密块函数decryptBlock 是完全可逆的函数；
但是运行测试代码 ，输出信息如下：
16|16|16
密钥加密数据: 12 34 56 78 9a bc de f0 23 45 67 89 ab cd ef 01
验证加密数据: 00 00 00 00 00 00 00 7d 29 4f 48 72 03 62 e8 b9
信息框提示 信息不匹配

请为我检查加密函数 encrypt 是否为decrypt 的完全逆向函数。 并给出decrypt 的逆向版本。

std::vector<uint8_t> 密钥加密 = {
    0x12, 0x34, 0x56, 0x78, 0x9A, 0xBC, 0xDE, 0xF0,
    0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xAB, 0xCD, 0xEF, 0x01
}；//假设这个是被密钥加密过的数据，长度合适 且为8的倍数； 
//本文以16字节伪数据代表 ；并且  加密块函数encryptBlock与解密块函数decryptBlock  是完全可逆的函数
std::vector<uint8_t> CMFCPKGDlg::decrypt(const std::vector<uint8_t>& body, const std::vector<uint8_t>& key)
{
    if (body.size() % 8 != 0 || key.size()!=16)
    {
        return{};
    }
 
    std::vector<uint8_t> prev_block(8, 0);
    std::vector<uint8_t> prev_original_block(8, 0);
 
    std::vector<uint8_t> result(body.size());
    int resultIndex = 0;
    int remain_j = 0;
 
    for (size_t i = 0; i < body.size(); i += 8)
    {
        std::vector<uint8_t> decrypt_block(8);
        for (int k = 0; k < 8; k++)
        {
            decrypt_block[k] = prev_block[k] ^ body[i + k];
        }
 
        std::vector<uint8_t> block = decryptBlock(decrypt_block, key);
        int j = remain_j;
 
        if (i == 0)
        {
            int header_offset = block[0] & 0x07;
            j = header_offset + 3;
        }
 
        for (; j < 8; j++)
        {
            result[resultIndex++] = block[j] ^ prev_original_block[j];
        }
 
        if (j > 8)
        {
            remain_j = j % 8;
        }
        else
        {
            remain_j = 0;
        }
 
        prev_block = block;
        prev_original_block = std::vector<uint8_t>(body.begin() + i, body.begin() + i + 8);
    }
    
    //while (resultIndex > 0 && result[resultIndex - 1] == 0x0)
    //{
    //    --resultIndex;
    //}
 
    //result.resize(resultIndex);
    return result;
}
std::vector<uint8_t> CMFCPKGDlg::encrypt(const std::vector<uint8_t>& body, const std::vector<uint8_t>& key)
{
    if (body.size() % 8 != 0 || key.size() != 16)
    {
        return {};
    }
    
 
    std::vector<uint8_t> prev_block(8, 0);
    std::vector<uint8_t> prev_original_block(8, 0);
 
    std::vector<uint8_t> result(body.size());
    int resultIndex = static_cast<int>(body.size()) - 1;
    int remain_j = 0;
 
    for (size_t i = body.size(); i > 0; i -= 8)
    {
        size_t current_index = i - 8;
 
        std::vector<uint8_t> block(8);
 
        if (i == body.size())
        {
            block = prev_block;
        }
        else
        {
            for (int k = 0; k < 8; k++)
            {
                block[k] = body[current_index + k] ^ prev_block[k];
            }
        }
 
        std::vector<uint8_t> encrypt_block = encryptBlock(block, key);
 
        int j = remain_j;
 
        if (i == 8)  // 处理最后一个块
        {
            int header_offset = block[0] & 0x07;
            j = header_offset + 3;
        }
 
        for (int k = 7; k >= 0; k--)
        {
            if (k >= j)
            {
                result[resultIndex--] = encrypt_block[k] ^ prev_block[k];
            }
        }
 
        if (j > 8)
        {
            remain_j = j % 8;
        }
        else
        {
            remain_j = 0;
        }
 
        prev_block = encrypt_block;
        prev_original_block = std::vector<uint8_t>(body.begin() + current_index, body.begin() + current_index + 8);
    }
 
    return result;
}
 
 
void OnBnClickedEncript()
{
    std::vector<uint8_t> originalData = 密钥加密;
 
    std::string privateKey = "woreaishenghuo!!";
 
    std::vector<uint8_t> key(privateKey.begin(), privateKey.end());
 
    std::vector<uint8_t> encryptedData = decrypt(originalData, key);
 
    //此处经过手动检验  解密数据正确
 
    std::vector<uint8_t> decryptedData = encrypt(encryptedData, key);
 
 
    if (decryptedData != 密钥加密）
        {
 
 
        AfxMessageBox(_T("数据不匹配！"));
 
        std::cout << originalData.size() << "|" << 密钥加密.size() << "|" << decryptedData.size() << std::endl;
        std::cout << "密钥加密数据: ";
        for (const auto& byte : 密钥加密) {
            std::cout << std::hex << std::setw(2) << std::setfill('0') << static_cast<int>(byte) << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
 
        std::cout << "验证加密数据: ";
        for (const auto& byte : decryptedData) {
            std::cout << std::hex << std::setw(2) << std::setfill('0') << static_cast<int>(byte) << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
        }
}

解决方案

  如下是上述问题的解决方案，仅供参考：

在你的描述中，问题出现在加密和解密函数之间不完全匹配，导致最终的结果与原始密钥加密数据不一致。你提到 encryptBlock 和 decryptBlock 是可逆的，也就是在加密和解密中，它们应该正确配对工作。但是，根据你的实现，可能存在以下几方面的问题：

问题点和原因分析

1. 加密和解密过程中，初始向量的使用不同：

   • 在 encrypt 函数中，似乎使用了不同的初始化逻辑，尤其是对第一个块的处理。你在解密函数的第一个块处理时使用 prev_block 进行了异或操作，而在加密过程中，第一个块的处理没有对应的逻辑一致性。

2. 解密和加密的头部偏移逻辑不一致：

   • 在 decrypt 函数中，使用了一个 header_offset 来确定从哪个字节开始处理。然而在 encrypt 函数中，虽然有类似的处理，但实际的加密流程中可能没有正确实现对应的偏移。尤其是 encrypt 函数中的 j 计算可能导致数据的不一致。

3. 剩余字节 (remain_j) 的处理问题：

   • 在 encrypt 和 decrypt 函数中，remain_j 计算和处理可能存在不匹配的逻辑。在加密过程中，未完全处理的数据块可能导致解密后的数据与原始数据不一致。

4. 异或操作的顺序和逻辑：

   • 异或操作在加密和解密过程中可能没有严格遵守逆运算的顺序。例如，在加密过程中，首先异或后再进行加密，而在解密过程中，先解密再异或，顺序上可能会有误差。

修改建议：

要确保加密和解密是完全逆向的，可以做以下几个调整：

1. 初始化块处理：
   在 encrypt 和 decrypt 函数中保持初始化向量处理逻辑一致。每次加密和解密的第一块应当严格按照相同的逻辑进行初始化，确保加密和解密的第一步是可逆的。

2. 偏移处理一致性：
   确保偏移（header_offset）的计算和使用在加密和解密中一致。encrypt 和 decrypt 对 j 处理时，应该确保两者的逻辑相同。

3. remain_j 的处理修正：
   处理剩余字节时，要确保加密和解密中的 remain_j 逻辑是对称的。

可能的修正代码片段

解密函数修正

std::vector<uint8_t> CMFCPKGDlg::decrypt(const std::vector<uint8_t>& body, const std::vector<uint8_t>& key)
{
    if (body.size() % 8 != 0 || key.size() != 16)
    {
        return {};
    }

    std::vector<uint8_t> prev_block(8, 0);
    std::vector<uint8_t> prev_original_block(8, 0);
    std::vector<uint8_t> result(body.size());
    size_t resultIndex = 0;

    for (size_t i = 0; i < body.size(); i += 8)
    {
        std::vector<uint8_t> decrypt_block(8);

        for (int k = 0; k < 8; ++k)
        {
            decrypt_block[k] = prev_block[k] ^ body[i + k];
        }

        std::vector<uint8_t> block = decryptBlock(decrypt_block, key);
        int j = 0;
        
        if (i == 0)
        {
            int header_offset = block[0] & 0x07;
            j = header_offset + 3;
        }

        for (; j < 8; ++j)
        {
            result[resultIndex++] = block[j] ^ prev_original_block[j];
        }

        prev_block = decrypt_block;
        prev_original_block.assign(body.begin() + i, body.begin() + i + 8);
    }

    return result;
}

加密函数修正

std::vector<uint8_t> CMFCPKGDlg::encrypt(const std::vector<uint8_t>& body, const std::vector<uint8_t>& key)
{
    if (body.size() % 8 != 0 || key.size() != 16)
    {
        return {};
    }

    std::vector<uint8_t> prev_block(8, 0);
    std::vector<uint8_t> result(body.size());
    size_t resultIndex = 0;

    for (size_t i = 0; i < body.size(); i += 8)
    {
        std::vector<uint8_t> block(8);
        for (int k = 0; k < 8; ++k)
        {
            block[k] = body[i + k] ^ prev_block[k];
        }

        std::vector<uint8_t> encrypt_block = encryptBlock(block, key);

        for (int j = 0; j < 8; ++j)
        {
            result[resultIndex++] = encrypt_block[j] ^ prev_block[j];
        }

        prev_block = block;
    }

    return result;
}

结论：

通过调整加密和解密逻辑，确保初始化块的处理、偏移计算、以及异或操作的顺序一致性，应该能够确保 encrypt 和 decrypt 函数是完全逆向的。

  希望如上措施及解决方案能够帮到有需要的你。

  PS：如若遇到采纳如下方案还是未解决的同学，希望不要抱怨&&急躁，毕竟影响因素众多，我写出来也是希望能够尽最大努力帮助到同类似问题的小伙伴，即把你未解决或者产生新Bug黏贴在评论区，我们大家一起来努力，一起帮你看看，可以不咯。

  若有对当前Bug有与如下提供的方法不一致，有个不情之请，希望你能把你的新思路或新方法分享到评论区，一起学习，目的就是帮助更多所需要的同学，正所谓「赠人玫瑰，手留余香」。

☀️写在最后

  如上问题有的来自我自身项目开发，有的收集网站，有的来自读者…如有侵权，立马删除。再者，针对此专栏中部分问题及其问题的解答思路或步骤等，存在少部分搜集于全网社区及人工智能问答等渠道，若最后实在是没能帮助到你，还望见谅！并非所有的解答都能解决每个人的问题，在此希望屏幕前的你能够给予宝贵的理解，而不是立刻指责或者抱怨！如果你有更优解，那建议你出教程写方案，一同学习！共同进步。

  ok，以上就是我这期的Bug修复内容啦，如果还想查找更多解决方案，你可以看看我专门收集Bug及提供解决方案的专栏《CSDN问答解惑-专业版》，都是实战中碰到的Bug，希望对你有所帮助。到此，咱们下期拜拜。

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