資料的加密傳輸——微控制器上實現TEA加密解密演算法
http://www.eeworld.com.cn/mcu/article_2016121632367.html
各位大俠在做資料傳輸時，有沒有考慮過把資料加密起來進行傳輸，若在串列埠或者無線中把所要傳的資料加密起來，豈不是增加了通訊的安全性。常用的加密解密演算法比如DES、RSA等，受限於微控制器的記憶體和運算速度，實現起來比較困難，但一種叫TEA的加密演算法特別適合微控制器使用。
TEA(Tiny Encryption Algorithm)是一種簡單高效的加密演算法，以加密解密速度快，實現簡單著稱。演算法很簡單，TEA演算法每一次可以操作64-bit(8-byte)，採用128-bit(16-byte)作為key，演算法採用迭代的形式，推薦的迭代輪數是64輪，最少32輪。目前我只知道QQ一直用的是16輪TEA。
我之前做過一個數字的無線對講機，把語音資料加密後傳送，雙方事先規定好公共的金鑰，就可以進行加密和解密了。至於TEA演算法速度，在我看來確實很快，我當時用的是16位的msp430微控制器，晶振只有6M，每秒鐘大概可以進行兩三百次加密和解密的操作（一次加密和解密32位元組）。
說到加密，最簡單的方式就是把要傳送的資料和同樣長度的密碼進行異或運算，得到新的資料就是加密後的資料，然後，接收方把加密資料和密碼進行異或就能得到原始資料。但這種異或的方法安全性如何，我也說不清楚。
下面上傳了c++實現的TEA演算法，可以在vc裡面除錯看看。我把它改了改，讓它適合微控制器使用，下面的TEA.h和TEA.c可以包含在你的工程裡面。使用時，根據你所要加密的資料包長度修改巨集定義BLOCK_SIZE，金鑰的長度是16位元組。資料和金鑰都是存放在數組裡面的，比如：
//TEA金鑰
unsigned char TEA_key[16]=
{
0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,
0x09,0x0A,0x0B,0x0C,0x0D,0x0E,0x0F,0x10
};
//資料緩衝區
unsigned char TX_buffer[32];
unsigned char RX_buffer[32];
加密時使用函式：
btea_encrypt(TX_buffer,TEA_key); //TEA加密
這樣，陣列TX_buffer裡面的新內容就是加密後的資料。
接收到的密文資料存放在RX_buffer裡面，呼叫下面函式：
decrpyt(RX_buffer,TEA_key); //TEA解密
就能得到之前的明文。
/*******************
TEA加密解密演算法
*******************/
#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,根據你所要加密的資料包長度修改此引數(單位:位元組)
/*
*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加密函式
void btea_encrypt( unsigned char* buf, unsigned char* key );
//TEA解密函式
void btea_decrpyt( unsigned char* buf, unsigned char* key );
#endif