适用于单片机的数据加密算法：xxtea

佚名 6年前 (2019-04-24) 随笔 2008人围观抢沙发百度已收录

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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

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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。

/*
    XXTEA，又称Corrected Block TEA，是XTEA的升级版，设计者是Roger Needham, David Wheeler
*/
#include <stdio.h>
#define DELTA 0x9e3779b9
#define MX (((z>>5^y<<2) + (y>>3^z<<4)) ^ ((sum^y) + (key[(p&3)^e] ^ z)))

void btea(uint32_t *v, int n, uint32_t const key[4])
{
    uint32_t y, z, sum;
    unsigned p, rounds, e;
    if (n > 1)            /* Coding Part */
    {
        rounds = 6 + 52/n;
        sum = 0;
        z = v[n-1];
        do
        {
            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;
        }
        while (--rounds);
    }
    else if (n < -1)      /* Decoding Part */
    {
        n = -n;
        rounds = 6 + 52/n;
        sum = rounds*DELTA;
        y = v[0];
        do
        {
            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;
        }
        while (--rounds);
    }
}

int main()
{
    uint32_t v[2]= {1,2};
    uint32_t const k[4]= {2,2,3,4};
    int n= 2; //n的绝对值表示v的长度，取正表示加密，取负表示解密
    // v为要加密的数据是两个32位无符号整数
    // k为加密解密密钥，为4个32位无符号整数，即密钥长度为128位
    printf("加密前原始数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
    btea(v, n, k);
    printf("加密后的数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
    btea(v, -n, k);
    printf("解密后的数据：%u %u\n",v[0],v[1]);
    return 0;
}