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| Auf den Seiten von ´Rosetta Code´ werden Standardaufgaben der Informatik in den unterschiedlichsten Programmiersprachen gelöst. Anbei eine Umsetzung der sog. ISAAC-Cypher in XProfan 11.2a-free, in Anlehnung an eine PASCAL-Musterlösung in Public Domain. Dazu musste allerdings der mod-Operator von XProfan durch eine Floating-Point-Funktion ersetzt werden, um den erforderlichen Zahlenbereich größtenteils abzudecken. Getestet, aber ohne Gewähr:
WindowTitle "PROGRAM RosettaISAAC V2.6-beta"
'(PD) Public Domain, transposed to XProfan-11.2a in
'Feb. 2020 by P.Specht(AT)gmx.at, Vienna/Austria/EU
'-----------------------------------------------------------------------------
'[The Improved] Random Number Generator ISAAC (C) by Bob Jenkins,
' March 1996, Public Domain, C-Source Intro: "You may use this code in any way
' you wish, and it is free. No warrantee."
'-----------------------------------------------------------------------------
'[Rosetta Text:] ISAAC stands for "Indirection, Shift, Accumulate, Add, and Count"
'which are the principal bitwise operations employed. To date - after 24 years of
'existence ISAAC has not been broken (unless GCHQ or NSA did it, but dont tell us).
'ISAAC thus deserves a lot more attention than it has received, and it would be
'salutary to see it more universally implemented.
'-----------------------------------------------------------------------------
GOTO "FloatMaths"
// uses MODf() on uInt instead of XProfan's MOD Operator
START:
CLS
Var iMode&=0
Def &iEncrypt 0
Def &iDecrypt 1
Def &true 1
Def &false 0
// TASK globals
Var msg$ = "Das ist ein langer Geheimtext mit einer Länge von len Byte!"'"a Top Secret secret"// Recommended max 4095 Byte
var key$ = "Goodbye Auf Wiedersehen Arrevederci Bonne nuit Tschüss!"'"this is my secret key"// Max. 256 Byte are used
// Main Globals
var xctx$ = ""
// XOR ciphertext
var mctx$ = ""
// MOD ciphertext
var xptx$ = ""
// XOR decryption (plaintext)
var mptx$ = ""
// MOD decryption (plaintext)
// ISAAC vars have to be globals in XProfan:
// external results
declare randrsl&[255]
declare randcnt&
// internal state
declare mm&[255]
declare aa&,bb&,cc&
// inter proc
declare a&,b&,c&,d&,e&,f&,g&,h&
PROC ISAAC
// PSEUDO RANDOM GENERATOR
'If the initial internal state is all zero, after ten calls the values of
'aa, bb, and cc in hexadecimal will be d4d3f473, 902c0691, and 0000000a.
declare i&,x&,y&
inc cc&// cc just gets incremented once per 256 results
inc bb&,cc&// then combined with bb
Whileloop 0,255:i&=&Loop
x&=mm&[i&]
SELECT (i& MOD 4)
caseof 0:aa&=XOR(aa&,(aa&<<13))
caseof 1:aa&=XOR(aa&,(aa&>>6))
caseof 2:aa&=XOR(aa&,(aa&<<2))
caseof 3:aa&=XOR(aa&,(aa&>>16))
ENDSELECT
aa&= mm&[(i&+128) MOD 256]+aa&
y&= mm&[(x&>>2) MOD 256]+aa&+bb&
mm&[i&]=y&
bb&=mm&[(y&>>10) MOD 256]+x&
randrsl&[i&]=bb&
EndWhile
// Additionally prepare to use the first set of results
randcnt&=0
EndProc
Proc Mix
a&=XOR(a&,(b&<<11)):inc d&,a&:inc b&,c&
b&=XOR(b&,(c&>>2)):inc e&,b&:inc c&,d&
c&=XOR(c&,(d&<<8)):inc f&,c&:inc d&,e&
d&=XOR(d&,(e&>>16)):inc g&,d&:inc e&,f&
e&=XOR(e&,(f&<<10)):inc h&,e&:inc f&,g&
f&=XOR(f&,(g&>>4)):inc a&,f&:inc g&,h&
g&=XOR(g&,(h&<<8)):inc b&,g&:inc h&,a&
h&=XOR(h&,(a&>>9)):inc c&,h&:inc a&,b&
Endproc
Proc iRandInit :parameters flag&
declare i&':init a,b,c,d,e,f,g,h 'In XProfan globaly!
clear aa&,bb&,cc&
a&=$9e3779b9// the golden ratio
b&=a&:c&=a&:d&=a&:e&=a&:f&=a&:g&=a&:h&=a&
Whileloop 0,3// scramble it
Mix
Endwhile
i&=0
REPEAT
// fill in mm[]
IF flag&
// use all the information in the seed
a&=a&+randrsl&[i&]
b&=b&+randrsl&[i&+1]
c&=c&+randrsl&[i&+2]
d&=d&+randrsl&[i&+3]
e&=e&+randrsl&[i&+4]
f&=f&+randrsl&[i&+5]
g&=g&+randrsl&[i&+6]
h&=h&+randrsl&[i&+7]
ENDIF
Mix()
' mm[] using a-h
mm&[i&]=a&
mm&[i&+1]=b&
mm&[i&+2]=c&
mm&[i&+3]=d&
mm&[i&+4]=e&
mm&[i&+5]=f&
mm&[i&+6]=g&
mm&[i&+7]=h&
inc i&,8
UNTIL i& > 255
IF flag&
// do a second pass to make all of the seed affect all of mm
i&=0
REPEAT
a&=a&+mm&[i&]
b&=b&+mm&[i&+1]
c&=c&+mm&[i&+2]
d&=d&+mm&[i&+3]
e&=e&+mm&[i&+4]
f&=f&+mm&[i&+5]
g&=g&+mm&[i&+6]
h&=h&+mm&[i&+7]
Mix()
mm&[i&]=a&
mm&[i&+1]=b&
mm&[i&+2]=c&
mm&[i&+3]=d&
mm&[i&+4]=e&
mm&[i&+5]=f&
mm&[i&+6]=g&
mm&[i&+7]=h&
inc i&,8
UNTIL i& > 255
ENDif
ISAAC
// fill in the first set of results
randcnt&=0
// prepare to use the first set of results
Endproc
Proc iSeed :parameters seed$,flag&
// Seed ISAAC with a given string.
// The string can be any size. The first 256 values will be used.
declare i&,m&
mm&[]=0
m&=Len(seed$)-1
Whileloop 0,255:i&=&Loop
// in case seed has less than 256 elements
If i&>m&
randrsl&[i&]=0
// Pascal strings are 1-based, like in XProfan
Else
randrsl&[i&]=Ord(mid$(seed$,i&+1,1))
Endif
Endwhile
// initialize ISAAC with seed
iRandInit(flag&)
EndProc
Proc iRandom
// Get a random 32-bit value 0..MAXINT
declare iRandom&
iRandom& = randrsl&[randcnt&]
inc randcnt&
IF randcnt&>255
ISAAC
randcnt&=0
ENDif
return if(iRandom&<0,iRandom&+2^32,iRandom&*1)
'= float
Endproc
Proc iRandA
// Get a random character in printable ASCII range
return intf(modf(iRandom(),95)+32)
ENDproc
Proc Ascii2Hex :parameters s$
Declare i&,Ascii2Hex$
Ascii2Hex$=""
Whileloop len(s$):i&=&Loop
Ascii2Hex$=Ascii2Hex$+Right$("0"+hex$(Ord(mid$(s$,i&,1))),2)
Endwhile
return Ascii2Hex$
EndProc
Proc Vernam :parameters msg$
// XOR encrypt on random stream. Output an ASCII string
Declare i&,vernam$
Vernam$=""
whileloop len(msg$) : i&=&Loop
Vernam$=Vernam$+Chr$(xor(iRandA(),Ord(mid$(msg$,i&,1))))
endwhile
return vernam$
Endproc
Proc LetterNum : parameters letter$,start$
// Get position of the letter in chosen alphabet
return Ord(letter$) - Ord(start$)
Endproc
// Caesar-shift a character <shift> places by Generalized Vigenere
Proc Caesar : parameters m&,ch$,shift&,modulo&,start$
Declare n&
Case m& = &iDecrypt: shift& = -shift&
n& = LetterNum(ch$, start$) + shift&
n& = n& MOD modulo&
Case n&<0:n& = n&+modulo&
return Chr$(Ord(start$) + n&)
Endproc
// EoCaesar
// Vigenere MOD 95 encryption & decryption. Output an ASCII string
Proc Vigenere
parameters msg$,m&
Declare i&,Vigenere$
Vigenere$ = ""
whileloop len(msg$):i&=&Loop
Vigenere$ = Vigenere$ + Caesar(m&, mid$(msg$,i&,1), iRandA(), 95, " ")
endwhile
return Vigenere$
Endproc
BEGIN:
'Main Program
// 1) seed ISAAC with the key
iSeed(key$, &true)
// 2) Encryption
// a) XOR (Vernam)
xctx$ = Vernam(msg$)
// b) MOD (Vigenere)
mctx$ = Vigenere(msg$, &iEncrypt)
// 3) Decryption
iSeed(key$, &true)
// key sentence, 0=totally new 1=useAllpreviouseRandoms
// a) XOR (Vernam)
xptx$ = Vernam(xctx$)
// b) MOD (Vigenere)
mptx$ = Vigenere(mctx$, &iDecrypt)
// program output
Print
print "Message: ", msg$
print "Key : ", key$
Print "XOR : ", Ascii2Hex(xctx$)
Print "MOD : ", Ascii2Hex(mctx$)
Print "XOR dcr: ", xptx$
Print "MOD dcr: ", mptx$
'Check Output:
'Message: a Top Secret secret
'Key : this is my secret key
'XOR : 1C0636190B1260233B35125F1E1D0E2F4C5422
'MOD : 734270227D36772A783B4F2A5F206266236978
'XOR dcr: a Top Secret secret
'MOD dcr: a Top Secret secret
waitinput
END
FloatMaths:
proc sgn :parameters x!
' Signum-Funktion: -1,0,+1
return (x!>0)-(x!<0)
endproc
proc floor :parameters x!
' Gaussklammer-Funktion
case abs(x!)<(10^-35):return 0
case x!>0:return intf(x!)
return (abs(x!-intf(x!)) < 10^-35)-intf(abs(x!-1))
endproc
proc ceil :parameters x!
' Ceiling-Funktion
return -1*floor(-1*x!)
endproc
proc modf :parameters x!,y!
' Q de.wikipedia.org/wiki/Modulo
case abs(x!)<10^-35:return 0
case abs(y!)<10^-35:return x!
return sgn(y!)*abs(x!-y!*floor(x!/y!))
endproc
proc remn :parameters x!,y!
' Q: https://de.wikipedia.org/wiki/Modulo = Remnant()
case abs(x!)<(10^-35):return 0
case abs(y!)<(10^-35):return x!
return sgn(x!)*abs(x!-y!*floor(x!/y!))
endproc
proc IsNeg :parameters x!
return byte(Addr(x!),7)&%10000000>>7
endproc
proc frac :parameters x!
var s!=sgn(x!)
x!=abs(x!)
x!=x!-round(x!,0)
case x!<0:x!=1+x!
return s!*x!
endproc
proc intf :parameters x!
var s!=sgn(x!)
x!=abs(x!)
x!=x!-frac(x!)
return s!*x!
endproc
GOTO "START"
ProgEnd
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| | | Computer: Gerät, daß es in Mikrosekunden erlaubt, 50.000 Fehler zu machen, zB 'daß' statt 'das'... | 30.05.2021 ▲ |
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| | p.specht
| Endlich compiliert das obige Ding auch wieder in XProfan-11.2a free! Der "Beautifier" im Board richtet bei meinem Programmierstil offenbar ziemliches Unheil an ...
Interessant war, daß der Interpreter mit // klaglos ganze Zeilen ausREMt, der Compiler aber ein : in einer solchen Zeile als Zeilentrenner auffasst, und sich beschwert, dass er den "nachfolgenden Befehl" nicht versteht. Weiters macht dem Interpeter ein // ohne Space als Trenner nix, der Compiler beschwert sich, er kenne keinen Befehl EndProc//.
Egal, jetzt klappt es halbwegs (für Umlaute im modifizierten Vernam-XOR gehört vorher noch ein Translate in einen Bereich unter 128 gefunden, da der shift mod 95 greift), der modifizierte Vigenere dagegen arbeitet über die vollen 8 bit der Zeichen... |
| | | Computer: Gerät, daß es in Mikrosekunden erlaubt, 50.000 Fehler zu machen, zB 'daß' statt 'das'... | 04.06.2021 ▲ |
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| | p.specht
| Wie ich eben einem Youtube-Video entnommen habe, wurde obiges Prinzip in den Jahren 1943 - 1945 vom Oberkommando der Wehrmacht (Hitler) an unmittelbar untergebene Stellen verwendet, mit maschinell-schnellem Morsealphabet Nr.2 übertragen und nach 3 1/2 Monaten von den Aliierten geknackt (Auf Basis der häufigen Wiederholung von Doppelbuchstaben wie tt, ch, sch, mm, nn etc. im Deutschen) - Das Ganze ist also doch nicht so sicher wie oben beschrieben!!
P.S.: Heutige Dechiffrieralgorithmen nutzen u.a. Implementationsabhängigkeiten und präzise Timing-Messungen als Input für KI-Systeme... Sogar das aus rein mathematischer Sicht sichere RSA-System wurde so geknackt! |
| | | XProfan 11Computer: Gerät, daß es in Mikrosekunden erlaubt, 50.000 Fehler zu machen, zB 'daß' statt 'das'... | 07.06.2021 ▲ |
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