ANSI-X99MAC算法和PBOC的3DES MAC算法，附DES算法工具
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ANSI-X99MAC算法和PBOC的3DES MAC算法，附DES算法工具
https://blog.csdn.net/MaxWoods/article/details/48525473
https://blog.csdn.net/redumbrella/article/details/7569887
https://blog.csdn.net/qq445803843/article/details/44927273
/**************************************************
* PBOC-3DES MAC计算
**************************************************/
void PBOC_3DES_MAC( U08 *buf, U32 buf_size, U08 *key, U08 *mac_buf )
{
U08 val[8],xor[8];
U08 keyL[8],keyR[8];
U08 block[512];
U16 x,n;
U16 i;
memcpy(keyL,key,8);
memcpy(keyR,&key[8],8);
//准备工作
memcpy( block, buf, buf_size ); //将输入数据赋值给临时变量block
x = buf_size / 8; //计算有多少个完整的块
n = buf_size % 8; //计算最后一个块有几个字节
if( n != 0 ) //y非0,则在其后补上0x00...
{
memset( &block[x*8+n], 0x00, 8-n );
block[x*8+n]=0x80;
}
else
{
memset( &block[x*8], 0x00, 8 );//如果最后一块长度是8个字节，则最后加80 00。。
block[x*8]=0x80;
}
//开始运算
memset( val, 0x00, 8 );//初始向量
memcpy( val, UPPAN,8 );
DataXOr(val,&block[0], 8,xor);
for( i = 1; i < x+1; i++ ) //有多少块循环多少次
{
CurCalc_DES_Encrypt(keyL,xor,val);//DES加密
DataXOr(val,&block[i*8], 8,xor);
// j += 8; //用于取下一块的数据
}
CurCalc_DES_Encrypt(keyL,xor,val);
CurCalc_DES_Decrypt(keyR,val,xor);
CurCalc_DES_Encrypt(keyL,xor,val);
memcpy(mac_buf,val, 8 );
}
只要有标准的DES加密和解密算法，类似ANSI-X99MAC算法和PBOC3DES算法就很好实现。他们都是用DES算法再经过一层算法实现的。实现原理看图就能看明白。3DES算法实现就更简单了。就是DES算法再加解密一次。
/*
**************************************************************************************************************
*
* 函数原型：void CurCalc_3DES_Encrypt( U08 *inkey, U08 *indata, U08 *outdata )
*
* 函数功能：3DES加密
*
* 函数输入：inkey 16字节密码
* indata 8字节需要加密的数据
*
* 函数输出：outdata 8字节加密结果输出
*
* 函数返回：无
*
**************************************************************************************************************
*/
void CurCalc_3DES_Encrypt( U08 *inkey, U08 *indata, U08 *outdata )
{
U08 LKey[8];
U08 RKey[8];
U08 TmpDest[8];
MyCopy( LKey, inkey, 8 );
MyCopy( RKey, inkey+8, 8 );
CurCalc_DES_Encrypt( LKey, indata, outdata ); //加
CurCalc_DES_Decrypt( RKey, outdata, TmpDest ); //解
CurCalc_DES_Encrypt( LKey, TmpDest, outdata ); //加
}
/*
**************************************************************************************************************
*
* 函数原型：void CurCalc_3DES_Decrypt( U08 *inkey, U08 *indata, U08 *outdata )
*
* 函数功能：3DES解密
*
* 函数输入：inkey 8字节密码
* indata 8字节需要解密的数据
*
* 函数输出：outdata 8字节解密结果输出
*
* 函数返回：无
*
**************************************************************************************************************
*/
void CurCalc_3DES_Decrypt( U08 *inkey, U08 *indata, U08 *outdata )
{
U08 LKey[8];
U08 RKey[8];
U08 TmpDest[8];
MyCopy( LKey, inkey, 8 );
MyCopy( RKey, inkey+8, 8 );
CurCalc_DES_Decrypt( LKey, indata, outdata ); //解
CurCalc_DES_Encrypt( RKey, outdata, TmpDest ); //加
CurCalc_DES_Decrypt( LKey, TmpDest, outdata ); //解
}
222
/*******************************************************
* 名称:获取报文MAC值
* 功能:报文MAC算法
* 入口:
* *buf ,要计算的数据缓冲区;buf_size,计算数据的长度
* *key ,密钥(8B)
* 出口:mac_buf,计算出来的MAC值(8B)
ansi x9.9 MAC算法
********************************************************/
void Ansi99X_Get_MAC( U08 *buf, U32 buf_size, U08 *key, U08 *mac_buf )
{
U08 val[8],xor[8];
U08 block[512];
U16 x,n;
U16 i,j=0;
//准备工作
memcpy( block, buf, buf_size ); //将输入数据赋值给临时变量block
x = buf_size / 8; //计算有多少个完整的块
n = buf_size % 8; //计算最后一个块有几个字节
if( n != 0 ) //y非0,则在其后补上0x00...
{
memset( &block[x*8+n], 0x00, 8-n );
x += 1; //将补上的这一块加上去
}
//开始运算
memset( val, 0x00, 8 );
for( i = 0; i < x; i++ ) //有多少块循环多少次
{
DataXOR(val,&block[j], 8,xor);
CurCalc_DES_Encrypt(key,xor,val);//DES加密
j += 8; //用于取下一块的数据
}
memcpy(mac_buf,val, 8 );
}
333
/*
*************************************************************************************************
* 异或
*************************************************************************************************
*/
void DataXOR( U08 *source, U08 *dest, U32 size, U08 *out )
{
int i;
for( i = 0; i < size; i++ )
{ out[i] = dest[i] ^ source[i]; }
}
实现MAC算法的原理，可以参考CPU卡指令手册或PBOC规范。如图：
MAC的计算：
Mac计算步骤：
1、 终端向CPU卡发送GET CHALLENGE指令，取得4字节随机数，后补“0x00000000”，得到的8字节结果作为MAC计算的初始值。
2、 检查“04D6960024 + val”的字节数是否为8的倍数，不是则补“0x8000…”，是则补“0x8000000000000000”，然后将得到的结果按8字节每块分成D1、D2、D3…
3、 判断密钥的长度。
如果密钥长度为8字节，则按如下方式计算MAC：
如果密钥长度为16字节，则按如下方式计算MAC：
MAC简介
MAC是使用命令的所有元素(包括命令头)产生的。一条命令的完整性,包括命令数据域(如果存在的话)中的数据元,通过安全报文传送得以保证。按照如下的方式使用单重或三重DEA加密方式产生MAC：
第一步：取8个字节的16进制数字’0’作为初始变量。
第二步：按照顺序将数据串联在一起形成数据块。
第三步：将该数据块分成8字节为单位的数据块，标号为D1、D2、D3、D4等。最后的数据块有可能是1-8个字节。
第四步：如果最后的数据块长度是8字节的话，则在其后加上16进制数字’80 00 00 00 00 00 00 00’，转到第五步。如果最后的数据块长度不足8字节，则在其后加上16进制数字’80’，如果达到8字节长度，则转入第五步；否则在其后加入16进制数字’0’直到长度达到8字节。
第五步：对这些数据块使用MAC过程密钥进行加密。如果安全报文传送支持单长度的MAC DEA密钥，则依照下图的方式使用MAC 过程密钥来产生MAC。
第六步：最终得到是从计算结果左侧取得的4字节长度的MAC。 
源码实现：
void DoSSMac(const BYTE* input, intnInLen, const BYTE* key, int nKeyLen, BYTE* output)
{
BYTE byInitVec[8]; //初始向量
BYTE byTemp[8];
memset(byInitVec, 0x00,sizeof(byInitVec));
memset(byTemp, 0x00,sizeof(byTemp));
memcpy(byInitVec, input, 8);
BYTEbySubKey[3][16][48]; //秘钥
memset(bySubKey, 0x01, sizeof(bySubKey));
int i = 0;
int j = (nInLen >> 3);
//构造并生成SubKeys
BYTE nKey = (nKeyLen >> 3) > 3 ?3 : (nKeyLen >> 3);
for (i = 0; i < nKey; i++)
{
SetSubKey(&bySubKey[i], &key[i << 3]);
}
memcpy(output, input, 8);
if (1 == nKey) //单倍长Key(8字节)
{
j--;
for (int i = 0; i <j; ++i)
{
Xor(input + 8 * (i + 1), output, 8, output);
RunDes(output, 0, &bySubKey[0], output);
//memcpy(byInitVec, output, 8); //将输出设定为扭转变量
}
}
<span style="color:#ff0000;"> //转换关系就在这里
else if (2 == nKey) //双倍长Key(16字节)
{
j -= 2;
for (i = 0; i < j;++i)
{
Xor(input + 8 * (i + 1), output, 8, output);
RunDes(output, 0, &bySubKey[0],output); //将输出设定为扭转变量
}
Xor(input + 8 * (++i),output, 8, output); //最后一块数据和上面加密结果异或
RunDes(output, 0,&bySubKey[0], output);
RunDes(output, 1,&bySubKey[1], output);
RunDes(output, 0,&bySubKey[0], output);
}</span>
else //三倍长Key(24字节) 尚未验证
{
//j -= 2;
for (i = 0, j =(nInLen >> 3) - 2; i < j; ++i, input += 8)
{
Xor(input + 8 * (i + 1), output, 8, byTemp);
RunDes(byTemp, 0, &bySubKey[0], output);
memcpy(byInitVec, output, 8); //将输出设定为扭转变量
}
Xor(input + 8 * i,output, 8, output);
RunDes(output, 2,&bySubKey[0], output);
RunDes(output, 1,&bySubKey[1], output);
RunDes(output, 0,&bySubKey[0], output);
}
}
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