前几天学习blowfish算法,<<加密与解密2>>里有这样一段话:
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_WeakKey
功能：测试产生的box是否安全
参数：无
返回：AX=1 不安全；AX=0 安全
影响：AX, BX, CX, DX, SI, DI, 方向标志
描述：使用"_InitCrypt"函数产生用于加密的Boxes后，你应该用这个函数测试产生的Boxes是否安全。如果该key产生的Boxes不安全――可以被密码分析者通过分析Boxes得到key，那么，你应该采用另外一个key产生一个安全的Boxes用来加密。
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这段话的意思是不是说:如果一个密钥不是WeakKey,那么分析key_pbox和key_sbox不能得到Key?

但是初始化密钥盒的过程就是一个加密过程,那么应该任何密钥都可以通过分析key_pbox得到
后来我试验了确实是可以,高手看看是否理解错了

blowfish加密是 16轮变换+末尾2次XOR

假设key_pbox是key_pbox[0]~key_pbox[17]

最后的key_pbox[16],key_pbox[17]显然可以求出来
只要把key_pbox[14],key_pbox[15]通过16轮变换后XOR即可

假设有两个DWORD x0,y0
通过第1轮后是x1,y1
通过第2轮后是x2,y2
通过第3轮后是x3,y3
....
通过第i轮后是xi,yi
....
通过第16轮后是x16,y16
通过末尾XOR得到密文x,y

key_pbox[i],key_pbox[i+1]都是由key_pbox[i-2],key_pbox[i-1]加密得到
也就是key_pbox[i],key_pbox[i+1]是key_pbox[i-2],key_pbox[i-1]的密文
这里相当于
x0=key_pbox[i]
y0=key_pbox[i+1]
x=key_pbox[i-2]
y=key_pbox[i-1]
设初始化以前的key_pbox[i],key_pbox[i+1]是A,B
那么只需要把x,y反向解密到AB后,x0,y0正向加密AB前,然后解方程就可以得到AB

设:
经过i轮后的值为x0,y0
经过i+1轮后的值为x1,y1
经过i+2轮后的值为x,y
初始化以前的key_pbox[i],key_pbox[i+1]是A,B

将key_pbox和sbox连接起来(也就是不需要key_sbox,把sbox当作key_sbox)

先调换x,y的值(因为每一轮结束都会做调换,再换一下就换回来了)
然后可以列出方程组<1>:
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x1=A^x0
y1=F(x1)^y0
x=B^y1
y=F(x)^x1
-------------------------
F(x)是指blowfish中的key_sbox变换函数F(x),^表示XOR

x1,y1,A,B是未知量,但有4个方程,显然可解,消去x1,y1得:
-------------------------
x=B^y0^F(A^x0)
y=A^x0^F(x)
-------------------------

设:C=x0^A , D=y0^B,得:
-------------------------
x=F(x)^D
y=F(x)^C
-------------------------

显然可以解出C,D
-------------------------
C=F(x)^y
D=x^F(C)=x^F(F(x)^y)
-------------------------

代入C,D得
-------------------------
A=F(x)^y^x0
B=F(F(x)^y)^x^y0
-------------------------

这样就可以还原出A,B,逐步把所有的key_pbox还原就可以得到初始化以前的key_pbox
最后让key_pbox和pbox XOR一下就得到key了

后来写了程序验证一下,确实是可以

CBlowfish*bf=NULL;

DWORD F(DWORD x)
{
        return bf->F(x);
}

#define pbox(i) bf->bf_P[i] //(*(DWORD*)(bf->bf_P+i*4))

#define  lastxor(x,y) swap(x,y);y^=bf->bf_P[16];x^=bf->bf_P[17];
#define rlastxor(x,y) y^=bf->bf_P[16];x^=bf->bf_P[17];swap(x,y);
//times次数
void round_toward(DWORD x,DWORD y,DWORD*A,DWORD*B,int times)
{
        for(int i=0;i<times;i++)
        {
                x^=bf->bf_P[i];
                y^=F(x);
                swap(x,y);
        }
        *A=x;*B=y;
}
//正向通过times轮,加密

void round_backward(DWORD x,DWORD y,DWORD*A,DWORD*B,int times)
{

        for(int i=15;(15-i)<times;i--)
        {
                swap(x,y);
                y^=F(x);
                x^=bf->bf_P[i];
        }
        *A=x;*B=y;
}
//反向通过times轮,解密

void getkeys(DWORD x0,DWORD y0,DWORD x,DWORD y,DWORD*A,DWORD*B)
{
        swap(x,y);
        *A=F(x)^y^x0;
        *B=F(F(x)^y)^x^y0;
}
//解方程组<1>

bool Generate(BYTE*key_pbox,BYTE*key)
{
        bf=new CBlowfish(key_pbox);//自定义的构造函数,这个类是下载的,修改了一下

        DWORD x,y,x0,y0;
        round_toward(pbox(14),pbox(15),&x,&y,16);
        swap(x,y);
        pbox(16)^=x;
        pbox(17)^=y;
        swap(pbox(16),pbox(17)); //先还原pbox(16),pbox(17)

        int i;

        for(i=7;i>0;i--) //逐步还原每个key_pbox
        {
                x0=pbox((i-1)*2);y0=pbox((i-1)*2+1);

                x=pbox(i*2);y=pbox(i*2+1);

                rlastxor(x,y);

                round_toward(x0,y0,&x0,&y0,i*2);    //正向处理

                round_backward(x,y,&x,&y,15-i*2-1); //反向处理

                getkeys(x0,y0,x,y,&pbox(i*2),&pbox(i*2+1)); //解方程组<1>
        }

        x0=0;y0=0; //第一个要单独处理,因为密文是0,0
        x=pbox(i*2);y=pbox(i*2+1);
        rlastxor(x,y);
        round_toward(x0,y0,&x0,&y0,i*2);
        round_backward(x,y,&x,&y,15-i*2-1);
        getkeys(x0,y0,x,y,&pbox(i*2),&pbox(i*2+1));

        for(i=0;i<18;i++) //颠倒字节顺序,消除小端模式的影响
        {
                bf->bf_P[i]^=def_bf_P[i];
                bf->bf_P[i]=htonl(bf->bf_P[i]);
        }

        memcpy(key,bf->bf_P,18*4);

        delete bf;
        return true;
}

编译后程序在附件里
运行key to key_pbox.exe,在上面的框里输入"test for blowfish by DonQuixote[CCG][iPB]",点Generate,下面出现18*4个字节的key_pbox:

BF3B52DB920DD38F5695F76DA7EEBE2B152BF5E
CF72E8900416A94106A6BBB4ADC22C19E082D6E
7DCCCCD4991AE68869BB57FE4A92098444BBD53
96EF8A09B3086DDDB52A609B142

运行key_pbox to key.exe,在上面的框里输入这段key_pbox,点Generate,出现
"test for blowfish by DonQuixote[CCG][iPB]test for blowfish by DonQuixote"

显然 key_pbox <=> key 确实可以互推

附件:blowfish.rar

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