Проблема с кодом, когда -On, n >= 1 (GCC)

[Sushev]

Доброго времени суток.
Пишу я тут класс Blowfish. Если я его компилирую с ключом -O0, то результат шифрования блока получается один, если с ключом -O1 или -O2, то результат шифрования получается другой. При этом расшифровываются блоки корректно, а каждый запуск программы выдает один и тот же результат. Но вот если теперь попробовать ключ -O3, то при каждом запуске программы результат шифрования одного и того же блока разный, но при этом расшифровка (в этом же процессе) происходит корректно! (Это как так, вообще? ) Я уже шатал-шатал реализацию всех методов по разному, пробовал запрещать оптимизацию каждого из методов, надеясь найти тот, реализация которого косячная, но результат все тот же. Разбивал сложные выражения на мелкие, выносил куски кода в отдельные методы, - не меняется совершенно ничего. Пробовал другую версию (5.1.0 вместо 4.7.1) GCC, при этом результат шифрования немного изменялся, но общая картина та же. Воз и ныне там. Кто-нибудь может подсказать что-нибудь по этому поводу?

На всякий случай нарисую здесь мой код проверки класса:

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <vector>
#include <string>
#include "blowfish/blowfish.h"

using namespace std;

int main()
{
    vector <byte>* key = new vector <byte> (32, 0x00);
    word64 block = 0x8000000000000001;
    
    Blowfish* secure = new Blowfish(key);
    cout << hex << block << endl;
    secure->EncryptBlock(&block);
    cout << hex << block << endl;
    secure->DecryptBlock(&block);
    cout << hex << block << endl;
    cout << secure->GetCipherName() << endl;
    delete secure;
    
    delete key;
    
    return 0;
}

А сам класс здесь: blowfish.zip

[Shad0wF1rst]

Сообщение от Sushev

Доброго времени суток.
Пишу я тут класс Blowfish. Если я его компилирую с ключом -O0, то результат шифрования блока получается один, если с ключом -O1 или -O2, то результат шифрования получается другой. При этом расшифровываются блоки корректно, а каждый запуск программы выдает один и тот же результат. Но вот если теперь попробовать ключ -O3, то при каждом запуске программы результат шифрования одного и того же блока разный, но при этом расшифровка (в этом же процессе) происходит корректно! (Это как так, вообще? ) Я уже шатал-шатал реализацию всех методов по разному, пробовал запрещать оптимизацию каждого из методов, надеясь найти тот, реализация которого косячная, но результат все тот же. Разбивал сложные выражения на мелкие, выносил куски кода в отдельные методы, - не меняется совершенно ничего. Пробовал другую версию (5.1.0 вместо 4.7.1) GCC, при этом результат шифрования немного изменялся, но общая картина та же. Воз и ныне там. Кто-нибудь может подсказать что-нибудь по этому поводу?

На всякий случай нарисую здесь мой код проверки класса:

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <vector>
#include <string>
#include "blowfish/blowfish.h"

using namespace std;

int main()
{
    vector <byte>* key = new vector <byte> (32, 0x00);
    word64 block = 0x8000000000000001;
    
    Blowfish* secure = new Blowfish(key);
    cout << hex << block << endl;
    secure->EncryptBlock(&block);
    cout << hex << block << endl;
    secure->DecryptBlock(&block);
    cout << hex << block << endl;
    cout << secure->GetCipherName() << endl;
    delete secure;
    
    delete key;
    
    return 0;
}

-On это не шифрование а оптимизация кода компилятором. При -О3 компилировать не рекомендуется, правда если скомпилировалось и корректно работает то там оптимизация очень хорошая, но это редкость когда так получается.

[Sushev]

Сообщение от Shad0wF1rst

-On это не шифрование а оптимизация кода компилятором.

Простите, наверное я не ясно выразился. На самом деле я не называл оптимизацию шифрованием. Все, что я говорю о шифровании блоков, относится к алгоритму Blowfish. Алгоритм реализован в представленном классе, а блоки размером 64 бита с помощью этого класса зашифровывает и расшифровывает функция main() программы. Так вот саму программу (все ее *.cpp файлы) я компилирую с параметром (я случайно назвал его ключом) -On.

[Sushev]

Вообще, подозрения, конечно изначально падали на SetCipherKey(), уж очень она криворукая. Взял сейчас реализацию этой функции (и немного переделал) у Paul Kocher:

void Blowfish::SetCipherKey(const std::vector <byte>* key)
{
    unsigned int i;
    unsigned int j;
    unsigned int k;
    word32 data;
    word32 datal;
    word32 datar;

    for(i = 0; i < 4; i++)
    {
        for(j = 0; j < 256; j++)
            Sbox[j][i] = fixedS[j][i];
    }

    j = 0;
    for(i = 0; i < 16 + 2; ++i)
    {
        data = 0x00000000;
        for(k = 0; k < 4; ++k)
        {
            data = (data << 8)|cipherKey->at(j);
            j = j + 1;
            if(j >= 56)
                j = 0;
        }
        P[i] = fixedP[i] ^ data;
    }

    datal = 0x00000000;
    datar = 0x00000000;

    for(i = 0; i < 16 + 2; i += 2)
    {
        EncryptBlock(&datal, &datar);
        P[i] = datal;
        P[i + 1] = datar;
    }

    for(i = 0; i < 4; ++i)
    {
        for(j = 0; j < 256; j += 2)
        {
            EncryptBlock(&datal, &datar);
            Sbox[j][i] = datal;
            Sbox[j + 1][i] = datar;
        }
    }
}

Проблема, кажется, исчезла. При любом параметре -On результат теперь всегда одинаковый. При этом больше никаких изменений в классе не делал. Но мне все-таки интересно, чем моя реализация все портила, ведь она от представленной выше не сильно-то отличается...