c - 解析 LUKS header 以正确读取整数值字段

Question

我正在尝试通过从安装有 luks 卷的设备读取原始数据来解析 luks header ，遵循此处给出的规范:https://gitlab.com/cryptsetup/cryptsetup/wikis/LUKS-standard/on-disk-format.pdf ，特别是第 6 页，该表显示驻留在每个位置的数据、数据类型以及单个值有多少种数据类型。

例如，哈希规范字符串位于位置 72，包含 32 个 char 类型字节。将其收集到数组中并打印结果很简单，但是如表中详细说明的数字值(例如版本或 key 字节(假定是 key 的长度))，这些值跨越多个整数。该版本有两个无符号短整型， key 字节有四个无符号整数来表示它们的值。

我对此有点困惑，以及我应该如何解释它以检索正确的值。我编写了一个困惑的测试脚本来扫描使用 luks 加密的 USB 内存棒并显示从读取这些字段中检索到的内容。

256
25953
hash spec:
sha256
key bytes (length):
1073741824
3303950314
1405855026
1284286704

这非常令人困惑，因为哈希规范字段再次保存了预期值，只是字符串本身，但是我应该如何解释版本或键字节字段？这些看起来都是完全随机的数字，据我所知，规范中没有任何内容可以解释这一点。我想这可能是我实际编写代码来执行此操作的问题，下面是用于显示这些值的脚本:

#include <stdio.h>

int main()  {

    unsigned short data[100];
    unsigned char data2[100];
    unsigned int data3[100];
    int i;

    FILE *fp;

    fp = fopen("/dev/sdd1", "rb");

    fseek(fp, 6, SEEK_SET);

    if (fp) {
        for (i=0; i < 2; i++)   {
            fread(&data[i], sizeof(short), 1, fp);
        }

        fseek(fp, 72, SEEK_SET);

        for (i=0; i < 32; i++)  {
            fread(&data2[i], sizeof(char), 1, fp);
        }

        fseek(fp, 108, SEEK_SET);

        for (i=0; i < 4; i++)   {
            fread(&data3[i], sizeof(int), 1, fp);
        }

        printf("version:\n");
        for (i=0; i < 2; i++)   {
            printf("%u\n", data[i]);
        }
        printf("hash spec:\n");
        for (i=0; i < 32; i++)  {
            printf("%c", data2[i]);
        }
        printf("\n");
        printf("key bytes (length):\n");
        for(i=0; i < 4; i++)    {
            printf("%u\n", data3[i]);
        }

        fclose(fp);
    }
    else {
        printf("error\n");
    }

    return 0;
}

如有任何帮助，我们将不胜感激，谢谢。

Answer 1

问题是您正在读取的数据是大尾数，但您运行的计算机是小尾数。例如，打印为 1073741824 的字节按顺序为 0x00、0x00、0x00 和 0x40。作为大端数，它是 0x00000040，即 64。作为小端数，通常在 x86 系统上使用，它是 0x40000000，这是一个长得离谱的长度。

幸运的是，有一些函数可以为您转换这些值。要将 32 位 big-endian(n网络字节顺序)转换为系统的(host 字节顺序)格式，请使用 ntohl ，对于 16 位整数，请使用 ntohs .

因此，当您读取 16 位整数的数据时，它将如下所示:

for (i=0; i < 2; i++)   {
    fread(&data[i], sizeof(short), 1, fp);
    data[i] = ntohs(data[i]);
}

顺便说一句，如果您要使用固定大小的值，那么 #include <stdint.h> 会更便携且更容易理解。然后使用类型 uint8_t , uint16_t ，和uint32_t 。这些大小始终是正确的，因为内置类型可能因平台而异。

如果您有兴趣阅读有关字节顺序的更多信息，Wikipedia has an article on it .