Ruby XOR 按位操作密码学练习

Question

我正在尝试将消息转换为 ASCII 十六进制值字符串，然后再转换回来。但是，我的 ^ 位明智的 XOR 运算符遇到了很多麻烦。我花了最后 4 个小时搜索 stackoverflow 关于 XOR 和位操作的类似问题，但我还没有看到任何建议可以解决这个问题。

我有一个 RakeTest 文件，由以下内容组成测试:

def test_xor
    key = 'hi'
    msg = 'Hello There, how are you?'
    key_trunc = key
    key_trunc << key while key.length < msg.length
    key_trunc = Decrypt.truncate_key key_trunc, msg.length

    ct = Decrypt.xor msg, key_trunc
    assert_equal('200c040507493c010d1b0d454801071e48081a0c4810071c57', ct)
end

我已经手工计算(并使用在线十六进制转换器验证)正确的 ASCII 十六进制结果应该是上面的结果。这是我的解密模块:

module Decrypt

  # Returns an array of ASCII Hex values
  def self.to_hex_array(str_hex)
    raise ArgumentError 'Argument is not a string.' unless str_hex.is_a? String

    result = str_hex.unpack('C*').map { |e| e.to_s 16 }

    result
  end

  def self.to_str_from_hex_array(hex_str)
    return [hex_str].pack 'H*'
  end

  def self.xor(msg, key)

    msg = self.to_hex_array msg
    key = self.to_hex_array key
    xor = []

    (0...msg.length).each do |i|
      xor.push msg[i] ^ key[i]
    end

    return xor.join
  end

  def self.truncate_key(str, len)
    str = str.to_s[0...len] if str.length > len

    return str

  end

end

我已经在两个单独的 rake 测试函数中确认 to_hex_array 和 to_str_from_hex_array 工作正常。当我运行上面的 rake 测试时，我得到一个 'NoMethodError: undefined method '^' for "48":String。 48 是十六进制的起始值，显然字符串不能进行按位运算，但我已经尝试了所有我能找到的方法来转换值，以便“^”能够正确运行。

我能得到的最接近的(没有抛出错误)是将循环内的操作更改为 msg[i].hex ^ key[i].hex，但这会输出一个 ASCII dec 值.有人能帮帮我吗？

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编辑:感谢以下建议，我能够成功运行以下测试:

def test_xor
    key = 'hi'
    msg = 'Hello There, how are you?'
    key_trunc = key
    key_trunc << key while key.length < msg.length
    key_trunc = Decrypt.truncate key_trunc, msg.length

    ct = Decrypt.xor msg, key_trunc
    assert_equal(['200c040507493c010d1b0d454801071e48081a0c4810071c57'], ct)
end

def test_decrypt
    msg = 'attack at dawn'
    key = '6c73d5240a948c86981bc294814d'
    key = [key].pack('H*')

    new_key = Decrypt.xor msg, key
    assert_equal(['0d07a14569fface7ec3ba6f5f623'], new_key)
    ct = Decrypt.xor 'attack at dusk', new_key.pack('H*')
    assert_equal(['6c73d5240a948c86981bc2808548'], ct)
end

对于那些感兴趣的人，这里是成功的解密模块:

module Decrypt

  # Returns an array of ASCII Hex values
  def self.to_dec_array(str_hex)
    raise ArgumentError, 'Argument is not a string!' unless str_hex.is_a? String

    dec_array = str_hex.unpack('C*')

    dec_array
  end

  def self.to_str_from_dec_array(dec_array)
    raise ArgumentError, 'Argument is not an array!' unless dec_array.is_a? Array

    return dec_array.pack 'C*'
  end

  def self.print_dec_array(dec_array)
    return [dec]
  end

  def self.xor(msg, key)

    msg = self.to_dec_array msg
    key = self.to_dec_array key
    xor = []

    (0...msg.length).each do |i|
      xor.push msg[i] ^ key[i]
    end

    xor = xor.pack('C*').unpack('H*')

    xor
  end

  def self.truncate(str, len)
    str = str.to_s[0...len] if str.length > len

    return str

  end

end

Answer 1

在您的 to_hex_array 方法中，您不应该将字节转换为字符串(您对 to_s 16 的调用)——这就是为什么您最终尝试异或字符串而不是整数

这确实意味着您的xor 方法将需要一个额外的步骤来将结果从整数数组转换为字符串——类似于

array_of_integers.map {|int| int.to_s(16)}.join