TEA（Tiny Encryption Algorithm）是一种小型的对称加密解密算法，支持128位密码，与BlowFish一样TEA每次只能加密/解密8字节数据。TEA特点是速度快、效率高，实现也非常简单。由于针对TEA的***不断出现，所以TEA也发展出几个版本，分别是XTEA、Block TEA和XXTEA。
TEA加密和解密时都使用一个常量值，这个常量值为0x9e3779b，这个值是近似黄金分割率，注意，有些编程人员为了避免在程序中直接出现"mov 变量，0x9e3779b"，以免被破解者直接搜索0x9e3779b这个常数得知使用TEA算法，所以有时会使用"sub 变量，0x61C88647"代替"mov 变量，0x9e3779b"，0x61C88647=－(0x9e3779b)。
TEA算法每一次可以操作64bit(8byte)，采用128bit(16byte)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。
标准的16轮运算TEA，如果要改成标准的32轮运算TEA，只需修改code和decode中的n为32，并将decode中的delta左移4位改成左移5位即可。
C#的实现代码：
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public static class Tea { public static byte[] Encrypt(byte[] data, byte[] key) { byte[] dataBytes; if (data.Length % 2 == 0) { datadataBytes = data; } else { dataBytes = new byte[data.Length + 1]; Array.Copy(data, 0, dataBytes, 0, data.Length); dataBytes[data.Length] = 0x0; } byte[] result = new byte[dataBytes.Length * 4]; uint[] formattedKey = FormatKey(key); uint[] tempData = new uint[2]; for (int i = 0; i < dataBytes.Length; i += 2) { tempData[0] = dataBytes[i]; tempData[1] = dataBytes[i + 1]; code(tempData, formattedKey); Array.Copy(ConvertUIntToByteArray(tempData[0]), 0, result, i * 4, 4); Array.Copy(ConvertUIntToByteArray(tempData[1]), 0, result, i * 4 + 4, 4); } return result; } public static byte[] Decrypt(byte[] data, byte[] key) { uint[] formattedKey = FormatKey(key); int x = 0; uint[] tempData = new uint[2]; byte[] dataBytes = new byte[data.Length / 8 * 2]; for (int i = 0; i < data.Length; i += 8) { tempData[0] = ConvertByteArrayToUInt(data, i); tempData[1] = ConvertByteArrayToUInt(data, i + 4); decode(tempData, formattedKey); dataBytes[x++] = (byte)tempData[0]; dataBytes[x++] = (byte)tempData[1]; } //修剪添加的空字符 if (dataBytes[dataBytes.Length - 1] == 0x0) { byte[] result = new byte[dataBytes.Length - 1]; Array.Copy(dataBytes, 0, result, 0, dataBytes.Length - 1); } return dataBytes; } static uint[] FormatKey(byte[] key) { if (key.Length == 0) throw new ArgumentException("Key must be between 1 and 16 characters in length"); byte[] refineKey = new byte[16]; if (key.Length < 16) { Array.Copy(key, 0, refineKey, 0, key.Length); for (int k = key.Length; k < 16; k++) { refineKey[k] = 0x20; } } else { Array.Copy(key, 0, refineKey, 0, 16); } uint[] formattedKey = new uint[4]; int j = 0; for (int i = 0; i < refineKey.Length; i += 4) formattedKey[j++] = ConvertByteArrayToUInt(refineKey, i); return formattedKey; } #region Tea Algorithm static void code(uint[] v, uint[] k) { uint y = v[0]; uint z = v[1]; uint sum = 0; uint delta = 0x9e3779b9; uint n = 16; while (n-- > 0) { sum += delta; y += (z << 4) + k[0] ^ z + sum ^ (z >> 5) + k[1]; z += (y << 4) + k[2] ^ y + sum ^ (y >> 5) + k[3]; } v[0] = y; v[1] = z; } static void decode(uint[] v, uint[] k) { uint n = 16; uint sum; uint y = v[0]; uint z = v[1]; uint delta = 0x9e3779b9; /* * 由于进行16轮运算，所以将delta左移4位，减16次后刚好为0. */ sum = delta << 4; while (n-- > 0) { z -= (y << 4) + k[2] ^ y + sum ^ (y >> 5) + k[3]; y -= (z << 4) + k[0] ^ z + sum ^ (z >> 5) + k[1]; sum -= delta; } v[0] = y; v[1] = z; } #endregion private static byte[] ConvertUIntToByteArray(uint v) { byte[] result = new byte[4]; result[0] = (byte)(v & 0xFF); result[1] = (byte)((v >> 8) & 0xFF); result[2] = (byte)((v >> 16) & 0xFF); result[3] = (byte)((v >> 24) & 0xFF); return result; } private static uint ConvertByteArrayToUInt(byte[] v, int offset) { if (offset + 4 > v.Length) return 0; uint output; output = (uint)v[offset]; output |= (uint)(v[offset + 1] << 8); output |= (uint)(v[offset + 2] << 16); output |= (uint)(v[offset + 3] << 24); return output; } } XTEA 跟 TEA 使用了相同的简单运算，但它采用了截然不同的顺序，为了阻止密钥表***，四个子密钥（在加密过程中，原 128 位的密钥被拆分为 4 个 32 位的子密钥）采用了一种不太正规的方式进行混合，但速度更慢了。在跟描述 XTEA 算法的同一份报告中，还介绍了另外一种被称为 Block TEA 算法的变种，它可以对 32 位大小任意倍数的变量块进行操作。该算法将 XTEA 轮循函数依次应用于块中的每个字，并且将它附加于它的邻字。该操作重复多少轮依赖于块的大小，但至少需要 6 轮。该方法的优势在于它无需操作模式（CBC，OFB，CFB 等），密钥可直接用于信息。对于长的信息它可能比 XTEA 更有效率。在 1998 年，Markku-Juhani Saarinen 给出了一个可有效*** Block TEA 算法的代码，但之后很快 David J. Wheeler 和 Roger M. Needham 就给出了 Block TEA 算法的修订版，这个算法被称为 XXTEA。XXTEA 使用跟 Block TEA 相似的结构，但在处理块中每个字时利用了相邻字。它利用一个更复杂的 MX 函数代替了 XTEA 轮循函数，MX 使用 2 个输入量。
using System; class XXTEA { public static Byte[] Encrypt(Byte[] Data, Byte[] Key) { if (Data.Length == 0) { return Data; } return ToByteArray(Encrypt(ToUInt32Array(Data, true), ToUInt32Array(Key, false)), false); } public static Byte[] Decrypt(Byte[] Data, Byte[] Key) { if (Data.Length == 0) { return Data; } return ToByteArray(Decrypt(ToUInt32Array(Data, false), ToUInt32Array(Key, false)), true); } public static UInt32[] Encrypt(UInt32[] v, UInt32[] k) { Int32 n = v.Length - 1; if (n < 1) { return v; } if (k.Length < 4) { UInt32[] Key = new UInt32[4]; k.CopyTo(Key, 0); k = Key; } UInt32 z = v[n], y = v[0], delta = 0x9E3779B9, sum = 0, e; Int32 p, q = 6 + 52 / (n + 1); while (q-- > 0) { sum = unchecked(sum + delta); e = sum >> 2 & 3; for (p = 0; p < n; p++) { y = v[p + 1]; z = unchecked(v[p] += (z >> 5 ^ y << 2) + (y >> 3 ^ z << 4) ^ (sum ^ y) + (k[p & 3 ^ e] ^ z)); } y = v[0]; z = unchecked(v[n] += (z >> 5 ^ y << 2) + (y >> 3 ^ z << 4) ^ (sum ^ y) + (k[p & 3 ^ e] ^ z)); } return v; } public static UInt32[] Decrypt(UInt32[] v, UInt32[] k) { Int32 n = v.Length - 1; if (n < 1) { return v; } if (k.Length < 4) { UInt32[] Key = new UInt32[4]; k.CopyTo(Key, 0); k = Key; } UInt32 z = v[n], y = v[0], delta = 0x9E3779B9, sum, e; Int32 p, q = 6 + 52 / (n + 1); sum = unchecked((UInt32)(q * delta)); while (sum != 0) { e = sum >> 2 & 3; for (p = n; p > 0; p--) { z = v[p - 1]; y = unchecked(v[p] -= (z >> 5 ^ y << 2) + (y >> 3 ^ z << 4) ^ (sum ^ y) + (k[p & 3 ^ e] ^ z)); } z = v[n]; y = unchecked(v[0] -= (z >> 5 ^ y << 2) + (y >> 3 ^ z << 4) ^ (sum ^ y) + (k[p & 3 ^ e] ^ z)); sum = unchecked(sum - delta); } return v; } private static UInt32[] ToUInt32Array(Byte[] Data, Boolean IncludeLength) { Int32 n = (((Data.Length & 3) == 0) ? (Data.Length >> 2) : ((Data.Length >> 2) + 1)); UInt32[] Result; if (IncludeLength) { Result = new UInt32[n + 1]; Result[n] = (UInt32)Data.Length; } else { Result = new UInt32[n]; } n = Data.Length; for (Int32 i = 0; i < n; i++) { Result[i >> 2] |= (UInt32)Data[i] << ((i & 3) << 3); } return Result; } private static Byte[] ToByteArray(UInt32[] Data, Boolean IncludeLength) { Int32 n; if (IncludeLength) { n = (Int32)Data[Data.Length - 1]; } else { n = Data.Length << 2; } Byte[] Result = new Byte[n]; for (Int32 i = 0; i < n; i++) { Result[i] = (Byte)(Data[i >> 2] >> ((i & 3) << 3)); } return Result; } } 亿速云「云服务器」，即开即用、新一代英特尔至强铂金CPU、三副本存储NVMe SSD云盘，价格低至29元/月。点击查看>>
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