加密算法之BLOWFISH算法

来源：看雪论坛作者：夜月出处：巧巧读书 2007-10-01 进入讨论组

一、BlowFish算法说明（文中数据类型以Tc2.0为准）

　BlowFish算法用来加密64Bit长度的字符串。

  BlowFish算法使用两个“盒”——ungigned long pbox[18]和unsigned long sbox[4,256]。

  BlowFish算法中，有一个核心加密函数:BF_En(后文详细介绍）。该函数输入64位信息，运算后，以64位密文的形式输出。用BlowFish算法加密信息，需要两个过程：



1.密钥预处理

2.信息加密

分别说明如下：

密钥预处理：

  BlowFish算法的源密钥——pbox和sbox是固定的。我们要加密一个信息，需要自己选择一个key，用这个key对pbox和sbox进行变换，得到下一步信息加密所要用的key_pbox和key_sbox。具体的变化算法如下：

1)用sbox填充key_sbox

2)用自己选择的key8个一组地去异或pbox，用异或的结果填充key_pbox。key可以循环使用。

比如说：选的key是"abcdefghijklmn"。则异或过程为：

key_pbox[0]=pbox[0]^abcdefgh

key_pbox[1]=pbox[1]^ijklmnab

…………

…………

如此循环，直到key_box填充完毕。

3)用BF_En加密一个全0的64位信息，用输出的结果替换key_pbox[0]和key_pbox[1]。i=0

4)用BF_En加密替换后的key_pbox[i],key_pbox[i+1],用输出替代key_pbox[i+2]和key_pbox[i+3]

5)i+2，继续第4步，直到key_pbox全部被替换

6)用key_pbox[16]和key_pbox[17]做首次输入（相当于上面的全0的输入），用类似的方法，替换key_sbox 信息加密。信息加密就是用函数把待加密信息x分成32位的两部分:xL,xR BF_En对输入信息进行变换，BF_En函数详细过程如下：

对于i=1至16

xL=xL^Pi

xR=F(xL)^xR

交换xL和xR(最后一轮取消该运算)

xR=xR^P17

xL=xL^P18

重新合并xL和xR

函数F见下图:

8位 32位

|-----------S盒1-----------

| |加

| 8位 32位 |----

|-----------S盒2----------- |

| |

| |异或----

32位-| | |

| 8位 32位 | |

|-----------S盒3--------------- |加

| |-----------------32位

| |

| |

| 8位 32位 |

|-----------S盒4-----------------------

把xL分成4个8位分组:a,b,c和d

输出为：F(xL)=((((S[1,a]+S[2,b])MOD 4294967296)^s[3,c])+S[4,d])MOD 4294967296

(2的32次方) (2的32次方)

重新合并后输出的结果就是我们需要的密文。

用BlowFish算法解密，同样也需要两个过程。

1.密钥预处理

2.信息解密

  密钥预处理的过程与加密时完全相同

  信息解密的过程就是把信息加密过程的key_pbox逆序使用即可。

  可以看出，选择不同的key，用BlowFish算法加密同样的信息，可以得出不同的结果。

  要破解BlowFish算法，就是要得到BlowFish算法的key。所以，使用BlowFish算法进行加密，最重要的也就是key的选择以及key的保密。其中key的选择可以使用bf_sdk中的_WeakKey函数进行检验。以下是该函数的说明：

源文：

---------------------------------------------------------------------------------------

_WeakKey

Function : Test if the generated Boxes are weak

Argument : none

Return : AX = Status (1=weak, 0=good)

Affects : AX, BX, CX, DX, SI, DI, direction Flag

Description: After "_InitCrypt" you should test the Boxes with this function.

If they provide a weakness which a cryptoanalyst could use to

break the cipher a "1" is returned. In this case you should

reload the original boxes and let the user choose a different

password.

---------------------------------------------------------------------------------------

译文：

---------------------------------------------------------------------------------------

_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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二、BlowFish's CrackMe1分析

由于该CrackMe主要是测试你的密码学知识，所以没有在其他方面设关卡。为了减小文件体积，缩短大家下载的时间，用upx加了壳，直接用Trw2000的"PNewSec+Makepe"很方便地就能脱掉壳。

用常规的方法，很快找到下面关键比较处：

:004015D9 51 push ecx

:004015DA 52 push edx

:004015DB 6880894000 push 00408980

:004015E0 E8EBFAFFFF call 004010D0 //BF_De(sn)

:004015E5 8B442464 mov eax, dword ptr [esp+64]

:004015E9 8B0DF0994000 mov ecx, dword ptr [004099F0]

:004015EF 83C41C add esp, 0000001C

:004015F2 3BC1 cmp eax, ecx //比较

:004015F4 7529 jne 0040161F

:004015F6 8B4C244C mov ecx, dword ptr [esp+4C]

:004015FA A1EC994000 mov eax, dword ptr [004099EC]

:004015FF 3BC8 cmp ecx, eax //比较

:00401601 751C jne 0040161F

:00401603 6A30 push 00000030

由于BlowFish算法加密，解密输出的信息都是64Bit的，所以要进行两次比较。

我们既然知道了他对我们的sn进行的变换是BF_De，那么，很显然，我们要找到程序初始化key_pbox和key_sbox的地方。跟进4015E0的Call，找到key_pbox在408980处，下bpm，然后跟踪，分析，找到程序初始化key_pbox和key_sbox的地方，如下：

:004016C0 50 push eax

* Possible StringData Ref from Data Obj ->"CrackingForFun"

|

:004016C1 6844804000 push 00408044

:004016C6 6880894000 push 00408980

:004016CB E860FAFFFF call 00401130 //初始化Boxes

由此我们知道了BF_De(sn)的key是"CrackingForFun"。

问题的一半已经解决了。下面我们来看用来比较的另外的64Bit的数是从何而来。

  bpm 4099EC w

跟踪分析后，发现这个用来比较的数是由BF_En(ComputerID,key="ChinaCrackingGroup")生成。

  至此，我们可以写出注册机的算法：

  sn=BF_En((BF_En(ComputerID,key="ChinaCrackingGroup"),key="CrackingForFun")

  只要你编程够强，密码学也还过得去，写出这个东西的注册机就不是困难的事情了。

附：

ComputerID的产生

如果你对这个CrackMe很有兴趣，还想研究一下他的ComputerID是如何产生的，也可以继续跟踪，分析，在这里，我给处我分析的结果：

ComputerID=BF_En(0776f6c62h, 068736966h,key=PW_1)

  其中，PW_1就是你的Windows版本号，可以在“系统属性”里头看到，也就是注册表中的

H_L_M\Software\Microsoft\Windows\CurrentVersion 中的ProductId项。在我的机器上是：

"25001-OEM-0080247-46673"

  注册机源码里头有一些语句没有派上用场，用“;”屏蔽了，如果你有兴趣，可以把前面的;号去掉然后把.data段里头的PW_1换成你机器的ComputerID,再按照程序中的说明自己修改一下源程序，用Masm32V6重新编译，直接按Generate，也能得到正确的序列号。
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