根据腾讯公开的JS文件分析QQTEA算法

前言

根据网上的众多分析来看，很多QQTEA算法要么是反编译分析的，要么是根据其他版本改写的，很少有直接根据源码分析改写的，而且很多分析体现在源码里，梳理性的内容不多。后面的人去看又要重新梳理。

一、寻找函数

这里根据腾讯公开的JS文件分析，比反编译简单一些，至少能直接看到源码，JS文件：c_login_2.js

首先，看到这个JS很多人可能无从下手，首先要做的就是下载下来然后格式化

需要注意的是，网上大多数在线格式化网站不能正确的处理自执行函数，建议使用eclipse或者webstorm

eclipse格式化之后，有5639行，那么怎么才能找到TEA算法所在函数呢，搜索即可，不过我已经找好了

在notepad 下，Alt 0折叠所有，找到带一个参数的自执行函数，展开就可以了，注意：这个js文件一共有两个自执行函数，找不准的搜索关键字tea吧

找到之后，我们把这个函数单独拷贝出来调试，具体内容这里就不贴了，太长了

二、调用函数

接下来我们来看一下这个函数的加密解密效果，可能有人不知道怎么调，这里介绍两种方法

F12控制台法:Chrome或者Firefox打开一个空页面，复制这个函数，直接粘贴到控制台，回车，

然后复制如下语句

1. TEA.initkey('111');
2. var jiamihou = TEA.encrypt('8888999911112222');
3. console.log(jiamihou);
4. var jiemihou = TEA.decrypt(jiamihou);
5. console.log(jiemihou);

效果如下

JS文件法：新建一个js文件如tea.js，复制前面那个函数，然后在函数结束的分号后面再加一段

1. TEA.initkey('111');
2. var jiamihou = TEA.encrypt('8888999911112222');
3. alert(jiamihou);
4. var jiemihou = TEA.decrypt(jiamihou);
5. alert(jiemihou);

之后新建一个空白的html页面，在页面的,head>标签里面引用这个js

<script src='qqtea.js'></script>

之后用浏览器打开这个页面就能看到两个弹窗效果了。

三、分析函数(加密篇)

上面只是演示这个函数的效果，下面才是重头戏，分析这个js的加密解密过程

加密方法：

1. encrypt: function (E, D) {
2. var C = q(E, D);
3. var B = j(C);
4. return y(B)
5. },

其中q(E, D)方法是转码用的，方法如下

1. //转码，如果E参数存在，直接转ascii码存入数组，如果不存在，每两位当做16进制转ASCII码
2. //D数组的长度取决于传入F的长度
3. function q(F, E) {
4. var D = [
5. ];
6. if (E) {
7. for (var C = 0; C < F.length; C ) {
8. D[C] = F.charCodeAt(C) & 255 //取ASCII码，只取8位
9. }
10. } else {
11. var B = 0;
12. for (var C = 0; C < F.length; C = 2) {
13. D[B ] = parseInt(F.substr(C, 2), 16) //把F当做16进制的字符串，每取两位存一下
14. }
15. }
16. return D
17. }

j(C)方法才是用来加密的

1. //加密函数
2. function j(D) {
3. h = new Array(8);
4. z = new Array(8);
5. A = w = 0;
6. p = true;
7. a = 0;
8. var B = D.length; //获取要加密字符串的长度
9. var E = 0;
10. a = (B 10) % 8;
11. if (a != 0) {
12. a = 8 - a
13. }
14. //a为需要填充的字符个数
15. o = new Array(B a 10); //填充为8的整数倍数组
16. h[0] = ((f() & 248) | a) & 255; //取f()的3~8位与a做或运算，这里把a存进去了，解密的时候可以推算出填充个数
17. for (var C = 1; C <= a; C ) {
18. h[C] = f() & 255 //取f()的8位存入，填充用的，可以不管
19. }
20. a ;
21. for (var C = 0; C < 8; C ) { //初始化数组z
22. z[C] = 0
23. }
24. E = 1;
25. while (E <= 2) {
26. if (a < 8) {
27. h[a ] = f() & 255; //继续填充
28. E
29. }
30. if (a == 8) {
31. r() //每次执行r()，a会重置为0
32. }
33. }
34. var C = 0;
35. while (B > 0) {
36. if (a < 8) {
37. h[a ] = D[C ]; //把D数组的内容复制到h数组后面
38. B--
39. }
40. if (a == 8) {
41. r() //每次取出待加密数据的一个块，h[0]~h[7],送到r()处理
42. }
43. }
44. E = 1;
45. while (E <= 7) {
46. if (a < 8) {
47. h[a ] = 0; //填充0
48. E
49. }
50. if (a == 8) {
51. r()
52. }
53. }
54. return o
55. }

加密总体思路：填充算法-->QQCBC交织算法-->TEA算法，先看填充算法

（一）填充算法

参考这张图说明一下：

因为TEA加密只能加密定长的数据，所以QQ这里先分组，分组后给TEA加密，一个分组大小是8字节，所以填充完要是8字节的倍数

QQ在填充后的数据长度=原始数据长度 a 10

其中a的算法: 如果(B 10) % 8=0，则a=0,如果(B 10) % 8=!0则a=8-((B 10) % 8)

整个数据区概况：1个字节标识a的长度(低位填充a，高位填充随机数) a个字节的随机数填充 2位随机数填充 原始数据 7个字节0填充

数据区每取到8个字节就用r()函数加密一次

（二）、QQCBC交织算法

r()函数采用类似CBC模式

为什么是类似CBC，因为QQ的CBC模式比标准多了一步异或

QQCBC模式是这样的

与标准CBC多出来的异或在下图用红框标注出来了

QQCBC对应的代码如下：

1. //交织算法CBC加密
2. function r() {
3. for (var B = 0; B < 8; B ) {
4. if (p) {
5. h[B] ^= z[B]
6. } else {
7. h[B] ^= o[w B]
8. }
9. }
10. var C = l(h); //CBC算法使用的加密器，TEA加密
11. for (var B = 0; B < 8; B ) {
12. o[A B] = C[B] ^ z[B]; //这里比标准的CBC算法多了一步异或
13. z[B] = h[B]
14. }
15. w = A;
16. A = 8;
17. a = 0;
18. p = false
19. }

图中的加密器使用的是16轮标准TEA加密，这个QQ没有改

（三）、TEA算法

标准TEA算法的图可以参考我之前写过的：TEA、XTEA、XXTEA加密解密算法

为了文章的完整性，这里也贴一下，图是一轮加密的描述

QQ的TEA用的16轮加密，标准用的32轮，常数delta=0x9e3779b9十进制就是2654435769，存储加密结果的时候使用的是网络序，代码如下

1. //tea加密算法主体
2. function l(B) { //u是CBC算法加密器对应的key，也就是tea对应的key
3. var C = 16; //16轮
4. var H = k(B, 0, 4); //取B[0]~B[3],形成字符串,B[0]在前，TEA算法左边v0
5. var G = k(B, 4, 4); //TEA算法右边v1
6. var J = k(u, 0, 4); //TEA秘钥k1
7. var I = k(u, 4, 4); //TEA秘钥k2
8. var F = k(u, 8, 4); //TEA秘钥k3
9. var E = k(u, 12, 4); //TEA秘钥k4
10. var D = 0;
11. var K = 2654435769 >>> 0; //无符号右移,TEA算法的delta常数
12. while (C-- > 0) {
13. D = K;
14. D = (D & 4294967295) >>> 0;
15. H = ((G << 4) J) ^ (G D) ^ ((G >>> 5) I); //计算TEA左边
16. H = (H & 4294967295) >>> 0;
17. G = ((H << 4) F) ^ (H D) ^ ((H >>> 5) E);
18. G = (G & 4294967295) >>> 0
19. }
20. var L = new Array(8);
21. b(L, 0, H);
22. b(L, 4, G);
23. return L
24. }

（四）、常见问题

1.加密同一个明文结果不一样

QQ在实现加密的时候用了随机数填充，填充之后的数据区不一样，加密的明文自然不一样，填充用到的f()产生随机数，部分网上的实现可能为了比较算法结果固定了这个随机数，这时候密文结果就唯一了。密文解密时这些填充进去的随机数不影响解密

2.末尾填充7个字节0的作用

解密时校验解密的字符串是否正确

3.tea算法里的delta，tea解密算法里的sum取值

delta=(2^32)*黄金分割数0.618

sum = delta << 3; //32轮运算，是2的5次方，delta左移4位；16轮运算，是2的4次方，delta左移3位；8轮运算，是2的3次方，delta左移2位

4.自匿名函数中几个全局变量的作用

1. var u = '',a = 0, h = [],z = [], A = 0,w = 0,o = [], v = [], p = true;
2. //u是初始秘钥，由initkey方法负责初始化，用于tea算法加密使用
3. //z为交织算法CBC中的初始向量IV或上一个密文块
4. //h为交织算法CBC中的明文块，计算过程中没有存所有明文h[0]~h[7]只存当前要计算的明文块
5. //o为交织算法CBC中的密文，其中o[w 0] ~o[w 7]为第w个密文块
6. //p标识是否为CBC中的明文块的第一块

5.自匿名函数的其他调用方法

TEA.initkey('111')可以改写为window.TEA.initkey('111')，其他以此类推。因为自匿名函数传了window参数进去，所以这些方法也是window对象的函数。