1. 암호화

XOR을 연산 시 같은 비트라면 0을 다르면 1을 반환한다.

예를 들어 0x41 (0b01000001) XOR 0x42 (0b01000010)를 수행 시 0x03 (0b0011)이 반환된다.

그렇기 때문에 XOR 연산 시 키와 입력 값의 길이가 같아야 한다.

예시로 파일의 데이터를 읽은 후 XOR 암호화해본다.

데이터를 읽어보자.

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    const char *key     = "xor test key";
    int keylen          = strlen(key);
    long rlen           = 0;
    FILE *rfp, *wfp     = NULL;
    char *rdata, *wdata = NULL;

    rfp = fopen("test1.txt", "rb");
    if (rfp == NULL) return 0;

    fseek(rfp, 0, SEEK_END);
    rlen = ftell(rfp);
    rewind(rfp);

    rdata   = (char*)malloc(sizeof(char) * rlen);
    if (rdata == NULL) {
        fclose(rfp);
        return 0;
    }

    if (fread(rdata, 1, rlen, rfp) != rlen) {
        free(rdata);
        fclose(rfp);
        return 0;
    }
    fclose(rfp);
    ...
}

암호화한 데이터를 저장할 기반을 마련하자.

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    ...
    wfp = fopen("test1.enc", "wb");
    if (wfp == NULL) {
        free(rdata);
        return 0;
    }

    wdata = (char*)malloc(sizeof(char) * rlen);
    if (wdata == NULL) {
        free(rdata);
        fclose(wfp);
        return 0;
    }
    ...
}

보통 프로그래밍 언어에서 XOR 연산자는 ^이고 길이를 맞추어 XOR 연산을 하자.

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    ...
    for (int i = 0; i < rlen; i++) wdata[i] = rdata[i] ^ key[i % keylen];
    rewind(wfp);
    fwrite(wdata, 1, rlen, wfp);
    fclose(wfp);

    free(rdata);
    free(wdata);
    return 0;
}

전체 코드는 다음과 같다.

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    const char *key     = "xor test key";
    int keylen          = strlen(key);
    long rlen           = 0;
    FILE *rfp, *wfp     = NULL;
    char *rdata, *wdata = NULL;

    rfp = fopen("test1.txt", "rb");
    if (rfp == NULL) return 0;

    fseek(rfp, 0, SEEK_END);
    rlen = ftell(rfp);
    rewind(rfp);

    rdata   = (char*)malloc(sizeof(char) * rlen);
    if (rdata == NULL) {
        fclose(rfp);
        return 0;
    }

    if (fread(rdata, 1, rlen, rfp) != rlen) {
        free(rdata);
        fclose(rfp);
        return 0;
    }
    fclose(rfp);

    wfp = fopen("test1.enc", "wb");
    if (wfp == NULL) {
        free(rdata);
        return 0;
    }

    wdata = (char*)malloc(sizeof(char) * rlen);
    if (wdata == NULL) {
        free(rdata);
        fclose(wfp);
        return 0;
    }

    for (int i = 0; i < rlen; i++) wdata[i] = rdata[i] ^ key[i % keylen];
    rewind(wfp);
    fwrite(wdata, 1, rlen, wfp);
    fclose(wfp);

    free(rdata);
    free(wdata);
    return 0;
}

2. 복호화

XOR은 암호화 시 사용했던 키를 이용하여 다시 한번 암호화를 진행하면 복호화가 된다.

즉, a XOR b XOR b = a 이다.

같은 비트를 XOR 연산 시 0이 반환되므로 b XOR b는 0이고, a XOR 0은 a이기 때문이다.

예시로 파일의 데이터를 읽은 후 XOR 복호화해본다.

데이터를 읽어보자.

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    const char *key     = "xor test key";
    int keylen          = strlen(key);
    long rlen           = 0;
    FILE *rfp, *wfp     = NULL;
    char *rdata, *wdata = NULL;

    rfp = fopen("test1.enc", "rb");
    if (rfp == NULL) return 0;

    fseek(rfp, 0, SEEK_END);
    rlen = ftell(rfp);
    rewind(rfp);

    rdata   = (char*)malloc(sizeof(char) * rlen);
    if (rdata == NULL) {
        fclose(rfp);
        return 0;
    }

    if (fread(rdata, 1, rlen, rfp) != rlen) {
        free(rdata);
        fclose(rfp);
        return 0;
    }
    fclose(rfp);
    ...
}

암호화한 데이터를 저장할 기반을 마련하자.

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    ...
    wfp = fopen("test2.txt", "wb");
    if (wfp == NULL) {
        free(rdata);
        return 0;
    }

    wdata = (char*)malloc(sizeof(char) * rlen);
    if (wdata == NULL) {
        free(rdata);
        fclose(wfp);
        return 0;
    }
    ...
}

보통 프로그래밍 언어에서 XOR 연산자는 ^이고 길이를 맞추어 XOR 연산을 하자.

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    ...
    for (int i = 0; i < rlen; i++) wdata[i] = rdata[i] ^ key[i % keylen];
    rewind(wfp);
    fwrite(wdata, 1, rlen, wfp);
    fclose(wfp);

    free(rdata);
    free(wdata);
    return 0;
}

전체 코드는 다음과 같다.

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    const char *key     = "xor test key";
    int keylen          = strlen(key);
    long rlen           = 0;
    FILE *rfp, *wfp     = NULL;
    char *rdata, *wdata = NULL;

    rfp = fopen("test1.enc", "rb");
    if (rfp == NULL) return 0;

    fseek(rfp, 0, SEEK_END);
    rlen = ftell(rfp);
    rewind(rfp);

    rdata   = (char*)malloc(sizeof(char) * rlen);
    if (rdata == NULL) {
        fclose(rfp);
        return 0;
    }

    if (fread(rdata, 1, rlen, rfp) != rlen) {
        free(rdata);
        fclose(rfp);
        return 0;
    }
    fclose(rfp);

    wfp = fopen("test2.txt", "wb");
    if (wfp == NULL) {
        free(rdata);
        return 0;
    }

    wdata = (char*)malloc(sizeof(char) * rlen);
    if (wdata == NULL) {
        free(rdata);
        fclose(wfp);
        return 0;
    }

    for (int i = 0; i < rlen; i++) wdata[i] = rdata[i] ^ key[i % keylen];
    rewind(wfp);
    fwrite(wdata, 1, rlen, wfp);
    fclose(wfp);

    free(rdata);
    free(wdata);
    return 0;
}