xxtea---单片机数据加密算法

Posted 2021-01-20 leo0621

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　　各位大侠在做数据传输时，有没有考虑过把数据加密起来进行传输，若在串口或者无线中把所要传的数据加密起来，岂不是增加了通信的安全性。常用的加密解密算法比如DES、RSA等，受限于单片机的内存和运算速度，实现起来比较困难，但一种叫TEA的加密算法特别适合单片机使用。
　　TEA(Tiny Encryption Algorithm)是一种简单高效的加密算法，以加密解密速度快，实现简单著称。算法很简单，TEA算法每一次可以操作64-bit(8-byte)，采用128-bit(16-byte)作为key，算法采用迭代的形式，推荐的迭代轮数是64轮，最少32轮。目前我只知道QQ一直用的是16轮TEA。
　　我之前做过一个数字的无线对讲机，把语音数据加密后发送，双方事先规定好公共的密钥，就可以进行加密和解密了。至于TEA算法速度，在我看来确实很快，我当时用的是16位的msp430单片机，晶振只有6M，每秒钟大概可以进行两三百次加密和解密的操作（一次加密和解密32字节）。
　　说到加密，最简单的方式就是把要发送的数据和同样长度的密码进行异或运算，得到新的数据就是加密后的数据，然后，接收方把加密数据和密码进行异或就能得到原始数据。但这种异或的方法安全性如何，我也说不清楚。
　　下面上传了c++实现的TEA算法，可以在vc里面调试看看。我把它改了改，让它适合单片机使用，下面的TEA.h和TEA.c可以包含在你的工程里面。使用时，根据你所要加密的数据包长度修改宏定义BLOCK_SIZE，密钥的长度是16字节。数据和密钥都是存放在数组里面的，比如：

//TEA密钥
unsigned char TEA_key[16]=
{ 
    0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,
    0x09,0x0A,0x0B,0x0C,0x0D,0x0E,0x0F,0x10
};

//数据缓冲区
unsigned char TX_buffer[32];
unsigned char RX_buffer[32];

加密时使用函数：
btea_encrypt(TX_buffer,TEA_key);      //TEA加密
这样，数组TX_buffer里面的新内容就是加密后的数据。

接收到的密文数据存放在RX_buffer里面，调用下面函数：
decrpyt(RX_buffer,TEA_key);      //TEA解密
就能得到之前的明文。

/*******************
  TEA加密解密算法
*******************/

#include "TEA.h"


#define MX                (z>>5^y<<2)+(y>>3^z<<4)^(sum^y)+(k[p&3^e]^z)
#define DELTA             0x9e3779b9
#define S_LOOPTIME        1        //5
#define BLOCK_SIZE        31       //PAGE_SIZE,根据你所要加密的数据包长度修改此参数(单位:字节)

/* 
*key  maybe 128bit =16 Bytes.
*buf  maybe BLOCK_SIZE
*/

void btea_encrypt( unsigned char* buf, unsigned char* key )
{
    unsigned char n=BLOCK_SIZE/4;
    unsigned long *v=(unsigned long *)buf;
    unsigned long *k=(unsigned long *)key;
    unsigned long z = v[n - 1],y = v[0],sum = 0,e ;
    unsigned char p,q ;
    // Coding Part 
    
    q = S_LOOPTIME + 52 / n ;
    while ( q-- > 0 )
    {
        sum += DELTA ;
        e = sum >> 2 & 3 ;
        for ( p = 0 ; p < n - 1 ; p++ )
          y = v[p + 1],
          z = v[p] += MX;
          y = v[0] ;
        z = v[n - 1] += MX;
    }
}


/*
*key  maybe 128bit =16Bytes.
*buf  maybe BLOCK_SIZE
inbuf == outbuf == buf
*/

void btea_decrpyt( unsigned char* buf, unsigned char* key )
{
    unsigned char n=BLOCK_SIZE/4;
    unsigned long *v=(unsigned long *)buf;
    unsigned long *k=(unsigned long *)key;
    unsigned long z = v[n - 1],y = v[0],sum = 0,e ;
    unsigned char  p,q ;
    
    //Decoding Part...
    q = S_LOOPTIME + 52 / n ;
    sum = q * DELTA ;
    while ( sum != 0 )
    {
        e = sum >> 2 & 3 ;
        for ( p = n - 1 ; p > 0 ; p-- )
            z = v[p - 1],
            y = v[p] -= MX;
            z = v[n - 1] ;
        y = v[0] -= MX;
        sum -= DELTA ;
    }
}

#ifndef __TEA_h__
#define __TEA_h__


//TEA加密函数
void btea_encrypt( unsigned char* buf, unsigned char* key );
//TEA解密函数
void btea_decrpyt( unsigned char* buf, unsigned char* key );


#endif