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constexpr 实现编译时加密

article 2025/1/30 13:21:16

介绍一种利用 constexpr 实现编译时加密，运行时解密的方法。本文将介绍这一技术，并展示一个具体的实现示例。 ::: tip 逆向工程常通过执行文件的中静态字符串信息找到关键点函数进行逆向，编译时加密可以一定程度上避免这个问题。 :::

什么是 constexpr？

constexpr 是 C++11 引入的一个关键字，允许我们在编译时计算表达式的值。这意味着某些计算可以在编译时完成，从而提高运行时性能。在我们的例子中，我们使用 constexpr 实现编译时加密。

编译时加密与运行时解密的工作原理

我们通过定义一个 constexpr 函数来实现字符的加密和解密。然后，使用模板类在编译时对字符串进行加密，并在运行时对其进行解密。这样，敏感信息在编译时就被加密，从而不会以明文形式出现在可执行文件中。

实现示例

以下是一个完整的实现示例：

#include <iostream>

// 用于字符加密和解密的constexpr函数
constexpr char xor_character(char c, unsigned key) {
    return c ^ key;
}

// 模板类用于编译时加密和运行时解密
template<unsigned SIZE>
class EncryptString {
public:
    // 构造函数在编译时对字符串进行加密
    constexpr EncryptString(const char* raw_str) {
        for(unsigned i = 0; i < SIZE - 1; ++i) {
            m_data[i] = xor_character(raw_str[i], i);
        }
        m_data[SIZE - 1] = 0; // 添加字符串结束符
    }

    // 解密函数在运行时对字符串进行解密
    char* decrypt() const {
        unsigned i = 0;
        for(; i < SIZE-1; ++i) {
            m_data[i] = xor_character(m_data[i], i);
        }
        m_data[SIZE-1] = 0; // 添加字符串结束符
        return m_data;
    }

private:
 mutable char m_data[SIZE]={'\0'};
};

// 宏定义用于简化加密字符串的使用
#define PROTECTED_STR(str) []{ \
    constexpr EncryptString<sizeof(str)> e(str);\
    std::cout <<  e.decrypt() <<  std::endl;\
}()

int main() {
    PROTECTED_STR("heng");//编译后的执行文件中不存在‘heng’ 关键字符串信息
    // std::cout <<  "heng" <<  std::endl;// 编译后的执行文件包含有 ‘heng’ 关键字符串信息，提供逆袭的信息点
    return 0;
}

代码详解

xor_character 函数:
- 使用 XOR 操作对字符进行加密和解密。密钥是字符的位置索引。
EncryptString 类:
- 模板类，用于在编译时加密字符串。
- 构造函数通过 xor_character 函数对输入字符串进行加密，并存储在 m_data 数组中。
- decrypt 函数在运行时对字符串进行解密。
PROTECTED_STR 宏:
- 利用 lambda 表达式和 constexpr 特性，简化加密字符串的使用。
- 在运行时对加密的字符串进行解密并返回。
main 函数:
- 演示如何使用 PROTECTED_STR 宏来加密和解密字符串，并将解密后的字符串输出。