python - 为什么我得到错误的 XOR 输出

Question

我刚刚开始 cryptopals.com 挑战，我已经陷入了第二个问题。由于某种原因，我的输出只有一个字符而不是 7 是错误的，我得到 3 作为我的 XOR 运算的第一个数字。

你能帮我找出代码中的错误吗:

def XORfunction(input_1, input_2):
    bin_input_1 = hexToBinary(input_1)
    bin_input_2 = hexToBinary(input_2)

    # check if length of strings is the same for XOR compare or add "0" to the end
    if len(bin_input_1) != len(bin_input_2):

        if len(bin_input_1) > len(bin_input_2):
            number_length = len(bin_input_1)
            temp_input = list(bin_input_2)
            for x in xrange(0, number_length - len(bin_input_2)):
                temp_input.insert(0, "0")
            bin_input_2 = "".join(temp_input)

        if len(bin_input_1) < len(bin_input_2):
            number_length = len(bin_input_2)
            temp_input = list(bin_input_1)
            for x in xrange(0, number_length - len(bin_input_1)):
               temp_input.insert(0, "0")
            bin_input_1 = "".join(temp_input)
    solution = []
    # XOR is like a sum so if el1+el2 == 1 output is 1 else output is 0
    for x in xrange(0, len(bin_input_1) - 1):
        # the array is iterated from [0] to len(bin_input_1)-1 so the elements are calculated from last to first
        current_compare = int(bin_input_1[x]) + int(bin_input_2[x])
        if current_compare == 1:
            solution.insert(-1, "1")
        else:
            solution.insert(-1, "0")
    return dec_to_hex(int("".join(solution), 2))


# the final solution has to be converted from decimal to hexadecimal
def dec_to_hex(value):
    dictionary_hex = "0123456789abcdef"
    solution = []
    while value != 0:
        solution.insert(0, dictionary_hex[value % 16])
        value = value / 16
    return "".join(solution)


# Hex is converted to a binary string to make comparisons easy as the digits become easy to select as an array of chars
def hexToBinary(text):
    # first Hex is converted to decimal, then to binary (that needs to be sliced for a clean output), lastly it becomes a string
    return str(bin(int(text, base=16))[2:])


print XORfunction("1c0111001f010100061a024b53535009181c", "686974207468652062756c6c277320657965")

# expected output: 746865206b696420646f6e277420706c6179
# my output:       346865206b696420646f6e277420706c6179

这是我第一次发帖，因此欢迎任何有关格式/代码的提示。

PS:我知道我应该使用库，但我想先弄清楚我的错误是什么

Answer 1

您有几个问题:

• 您的 hexToBinary() 函数不会生成填充的二进制文件。 bin() 不会返回每个字节 8 位；不包括前导零!因此，第一个字符串的开头缺少 000，另一个字符串的开头缺少 0。您尝试在 XORfunction 函数中对此进行补偿，但这只会加回 2 个零，而不是 3 个。

  您可以使用 str.format() 方法来确保获得正确的位数(零填充):

  return '{:0{}b}'.format(int(text, base=16), len(text) * 4)
  

  b 格式化指令告诉 str.format() 生成数字的二进制表示形式。宽度前的 0 表示将数字补零至所需的长度，长度的 {} 占位符取自 len(text) * 4 值，因此输入中每个十六进制字符 4 位。

• 您将在列表中最后一个元素之前插入解决方案位。这会将第一位保留在解决方案的末尾，其他所有内容都插入在它之前:

  >>> demo = []
  >>> demo.insert(-1, 'foo')  # inserting into an empty list
  >>> demo
  ['foo']
  >>> demo.insert(-1, 'bar')  # inserting before the last element
  >>> demo
  ['bar', 'foo']
  >>> demo.insert(-1, 'spam') # inserting before the last element
  ['bar', 'spam', 'foo']
  

  只需使用appending将元素添加到列表末尾:

  solution.append("1")
  

  和

  solution.append("0")
  

• 您跳过最后一位的处理。您需要一直迭代到 len(bin_input_1):

  for x in xrange(len(bin_input_1)):
  

应用这 3 个修复后，您的代码可以正常工作并产生预期的输出。

您的代码确实在Python语言和标准库中重新发明了标准轮子:

• 使用 ^ 运算符一次处理整个字节，而不是手动对每个位进行异或。
• 使用binascii.hexlify()和 binascii.unhexlify() functions在十六进制和字节之间进行转换。
• 在 Python 2 中，使用 bytearray() type将二进制数据作为整数序列处理，这更容易应用异或运算。
• 使用zip() function一起迭代两个序列，将两个序列中的元素配对。

放在一起作为 Python 2 解决方案:

from binascii import hexlify, unhexlify

def XORfunction(input_1, input_2):
    input_1 = bytearray(unhexlify(input_1))
    input_2 = bytearray(unhexlify(input_2))
    return hexlify(bytearray(
        a ^ b for a, b in zip(input_1, input_2)))

在 Python 3 中，您可以简单地省略前两个 bytearray() 调用，并将最后一个调用替换为 bytes()。