将C枚举位域转换为Python

Question

在查看kismet的源代码时，发现了packet_ieee80211.h这个部分。

enum crypt_type {
    crypt_none = 0,
crypt_unknown = 1,
crypt_wep = (1 << 1),
crypt_layer3 = (1 << 2),
// Derived from WPA headers
crypt_wep40 = (1 << 3),
crypt_wep104 = (1 << 4),
crypt_tkip = (1 << 5),
crypt_wpa = (1 << 6),
crypt_psk = (1 << 7),
crypt_aes_ocb = (1 << 8),
crypt_aes_ccm = (1 << 9),
//WPA Migration Mode
crypt_wpa_migmode = (1 << 19),
// Derived from data traffic
crypt_leap = (1 << 10),
crypt_ttls = (1 << 11),
crypt_tls = (1 << 12),
crypt_peap = (1 << 13),
crypt_isakmp = (1 << 14),
    crypt_pptp = (1 << 15),
crypt_fortress = (1 << 16),
crypt_keyguard = (1 << 17),
crypt_unknown_nonwep = (1 << 18),
};

我理解这是在移动位，但也就仅此而已。假设我有一个整数706，我该如何将这个数字拆分成上面定义的cryptset，也就是说，我怎么能提取出706中使用了哪些加密方式，特别是用Python来实现。

谢谢。

Answer 1

首先，你需要明白的是，这个枚举（enum）定义了一系列的位掩码。在这个例子中，每一个枚举值在二进制中都只包含一个1。比如说，

crypt_wep = (1 << 1) = 0b10
crypt_wpa = (1 << 6) = 0b1000000

接下来，使用位移运算符是一种简单的方式来表示'我想要第n+1个二进制位作为标志'。

这样，我们就可以将这些值进行按位或运算，得到一个魔法数字，这个数字独特地描述了这些加密值的组合，作为位标志。要测试一个魔法数字是否包含某个值，我们只需将它与我们想要测试的值进行按位与运算。

magic_number = crypt_wep | crypt_wpa
has_wep      = (magic_number & crypt_wep) == crypt_wep
has_wpa      = (magic_number & crypt_wpa) == crypt_wpa

has_wep和has_wpa只有在magic_number包含这些位标志时才会是true。

接下来，我们来看一下数字706，它的二进制表示是0b1011000010。我们可以从中看到，它一定是由crypt_wep、crypt_wpa、crypt_psk和crypt_aes_ccm构成的，因为这些值的正确位被设置了。

那么，如何在Python中实现呢？如果你使用的是Python 3.4或更高版本，Python也有枚举，就像C/C++一样。所以你可以在Python中创建相同的枚举表，并应用相同的按位测试来确定你的魔法数字代表什么。如果你使用的Python版本没有枚举，你可以简单地定义一个包含一些静态常量的类，以达到相同的效果（并构建一个方法来测试一个魔法数字包含的加密集合）。这样的类可能看起来像这样：

class CryptKeys(object):
    crypt_masks = {
                    'crypt_unknown':1,
                     ....
                    'crypt_unknown_nonwep': (1 << 18)
                   }
    @classmethod
    def find_crypts(cls, magic_number):
        if magic_number == 0:
            return ['crypt_none']
        else:
            return [name for name, mask in cls.crypt_masks.items() if magic_number & mask == mask]

Answer 2

Aruisdante的回答非常好，我只是想补充一下，如果你需要使用Python 3.4之前的版本，可以在PyPI上找到一个回溯版本，具体可以查看这个链接：回溯版本。

from enum import IntEnum

class Crypt(IntEnum):
    none = 0
    unknown = 1
    wep = (1 << 1)
    layer3 = (1 << 2)
    # Derived from WPA headers
    wep40 = (1 << 3)
    wep104 = (1 << 4)
    tkip = (1 << 5)
    wpa = (1 << 6)
    psk = (1 << 7)
    aes_ocb = (1 << 8)
    aes_ccm = (1 << 9)
    # WPA Migration Mode
    wpa_migmode = (1 << 19)
    # Derived from data traffic
    leap = (1 << 10)
    ttls = (1 << 11)
    tls = (1 << 12)
    peap = (1 << 13)
    isakmp = (1 << 14)
    pptp = (1 << 15)
    fortress = (1 << 16)
    keyguard = (1 << 17)
    unknown_nonwep = (1 << 18)

    @classmethod
    def find_crypts(cls, magic_number):
        crypts = []
        for mask in cls:
            if magic_number & mask == mask:
                crypts.append(mask)
        if len(crypts) > 1:
            # remove false positive of none
            crypts = crypts[1:]
        return crypts

print Crypt.find_crypts(0)
[<Crypt.none: 0>]
print Crypt.find_crypts(706)
[<Crypt.wep: 2>, <Crypt.wpa: 64>, <Crypt.psk: 128>, <Crypt.aes_ccm: 512>]