PHP: функция расшифровки шифра XOR не работает

Прямо сейчас самая сложная часть «расшифровки» строки — это выяснить, насколько длинным был ввод. Если мы возьмем это как дополнительный параметр, мы можем расшифровать его примерно так:

function decrypt($cipher, $messagelen, $key) {
    if($messagelen % 2) { $messagelen++; }
    $x = substr($cipher, -$messagelen + 2);
    $y = substr($x, 0, strlen($key) - 1) ^ substr($key, 1);
    $z = substr($x, strlen($key) - 1);
    return $y . $z; 
}

Это делается намного проще, потому что большая часть сообщения появляется в открытом виде в конце зашифрованного текста. Упс. Единственные символы в этом повторении, которые «зашифрованы», — это первые несколько символов, которые просто подвергаются XOR с ключом.

Два средних символа безвозвратно потеряны из-за ошибки шифрования. Примечания о том, как это исправить, находятся в моих комментариях ниже.

Давайте начнем с чего-нибудь попроще: если у вас есть сообщение и ключ, выполните операцию XOR над сообщением с ключом, чтобы зашифровать его. XOR зашифрованного сообщения с ключом для его расшифровки.

$msg = "The rooster crows at midnight!";
$key = "secret key";

$cipher_text = simple_xor($msg, $key);
$plain_text  = simple_xor($cipher_text, $key);

echo "Original msg: $msg\n";
echo "Supplied key: $key\n";
echo "\n";
echo "Cipher Text: " . base64_encode($cipher_text) . "\n";
echo "  Decrypted: " . $plain_text . "\n";

function simple_xor($input, $key) {

    # Input must be of even length.
    if (strlen($input) % 2)
        $input .= '0';

    # Keys longer than the input will be truncated.
    if (strlen($key) > strlen($input))
        $key = substr($key, 0, strlen($input));

    # Keys shorter than the input will be padded.
    if (strlen($key) < strlen($input))
        $key = str_pad($key, strlen($input), '0', STR_PAD_RIGHT);

    # Now the key and input are the same length.
    # Zero is used for any trailing padding required.

    # Simple XOR'ing, each input byte with each key byte.
    $result = '';
    for ($i = 0; $i < strlen($input); $i++) {
        $result .= $input{$i} ^ $key{$i};
    }
    return $result;
}

Здесь вы можете увидеть внутреннюю ценность XOR. Учитывая Msg XOR Key = C, затем C XOR Key = Msg и C XOR Msg = Key.

Теперь давайте вернемся к вашему подходу — кажется, вы хотите смешать больше символов, чтобы получить более «сильный» зашифрованный результат. Прежде чем сделать это, найдите минутку, чтобы подумать о том, что создает надежность шифрования при использовании XOR таким образом. Во время этого процесса предположим, что у злоумышленника есть вышеуказанный код, но нет $msg или $key.

Злоумышленник будет знать длину вашего сообщения и ключа, потому что этот алгоритм всегда генерирует результат, равный количеству байтов сообщения и ключа.

Самым надежным ключом будет тот, в котором каждый байт отличается — таким образом, результат не будет содержать шаблонов. Например, если вы зашифруете текст на английском языке с помощью ключа, содержащего только один повторяющийся байт, я могу заметить, что зашифрованный текст содержит один повторяющийся байт несколько раз. Вероятно, это буква «е» в вашем обычном тексте, самая популярная гласная. Если бы ключ содержал совершенно случайные байты, то любая закономерность, обнаруженная в зашифрованном тексте, не помогла бы мне идентифицировать открытый текст.

Итак, является ли сильным сообщение «Ноги» и ключ «abcd»? Что ж, это определенно сильнее, чем использование ключа «0000», но могло бы быть и сильнее. Злоумышленник может предположить, что вы использовали простой ключ, содержащий только строчные буквы. Это означает, что для перебора этого ключа злоумышленнику нужно перепробовать 26^8 возможных вариантов. На современных компьютерах это можно сделать менее чем за секунду. Лучший ключ будет включать заглавные буквы, цифры, знаки препинания и другие символы. Еще лучший ключ будет включать непечатаемые символы, например: $key = chr(27) . chr(6) . 'q.';

Еще один интересный элемент, который следует учитывать при использовании этого алгоритма, заключается в том, что он требует, чтобы ключ был такой же длины, как и сообщение. Это означает, что для сильного шифрования большого количества текста (например, романа) требуется полностью случайный ключ, длина которого также равна длине романа. Большинство основных алгоритмов избегают этого требования, шифруя сообщение блоками. Существует множество различных способов реализации блочного кодирования, позвольте мне проиллюстрировать один из них, известный как цепочка блоков шифрования (CBC).

Простой CBC работает, беря первые несколько байтов открытого текста, выполняя операцию XOR с ключом, который генерирует первые несколько байтов зашифрованного текста. Следующие несколько байтов открытого текста шифруются с помощью операции XOR с первыми несколькими байтами зашифрованного текста И ключом. Этот процесс повторяется до тех пор, пока весь открытый текст не будет зашифрован. Это создает цепочку, в которой каждый блок зашифрованного текста был создан с использованием предыдущего блока и ключа. Чтобы расшифровать последний результат, вы должны XOR зашифрованного текста с предыдущим блоком зашифрованного текста, а затем снова с ключом.

Сильные алгоритмы включают в себя другие функции, обеспечивающие максимально возможную случайность зашифрованного текста, в том числе функции, позволяющие определить, было ли изменено зашифрованное сообщение. Хорошим местом, чтобы узнать больше о режимах блочного шифрования, является Википедия: http://en.wikipedia.org/wiki/Block_cipher_modes_of_operation

На странице «Криптография» также содержится большой набор вводной информации о различных формах шифрования и процессе криптоанализа. http://en.wikipedia.org/wiki/Cryptography