組合語言 XOR 指令妙用：雙重異或還原數值與加密應用

前言

XOR (Exclusive OR) 是組合語言中最基礎也最強大的邏輯指令之一。其核心特性 —— 對同一數值執行兩次 XOR 可還原原值，廣泛應用於數值交換、簡易加密、校驗和、旗標操作等場合。

核心數學特性

A ^ B ^ B = A
; 證明: (A ^ B) ^ B = A ^ (B ^ B) = A ^ 0 = A

範例驗證

mov eax, 200      ; EAX = 200 (0xC8)
xor eax, 100      ; EAX = 200 ^ 100 = 172 (0xAC)
xor eax, 100      ; EAX = 172 ^ 100 = 200 (0xC8) → 還原

經典應用場景

1. 無暫存器交換兩數值

xor eax, ebx
xor ebx, eax
xor eax, ebx
; EAX, EBX 完成交換，無需第三暫存器

2. 簡易加密/解密 (XOR Cipher)

; 加密
mov esi, offset PlainText
mov edi, offset CipherText
mov ecx, Length
mov al, KeyByte
.encrypt_loop:
    lodsb
    xor al, KeyByte
    stosb
    loop .encrypt_loop

; 解密 (相同程式碼，輸入 CipherText 輸出 PlainText)

3. 清零暫存器 (最佳化)

xor eax, eax      ; 比 MOV EAX, 0 更短 (2 bytes vs 5 bytes)、更快

4. 旗標檢測與翻轉

xor eax, eax      ; 設定 ZF=1, CF=0, OF=0, SF=0, PF=1
xor al, 1         ; 翻轉 AL bit 0，影響 ZF/SF/PF

5. 校驗和計算 (Parity/Checksum)

xor al, [esi]     ; 累積 XOR 校驗和
inc esi
loop .checksum_loop

進階技巧：條件執行 XOR

; 若 CF=1 則 EAX ^= EBX
jnc @f
xor eax, ebx
@@:
; 或使用 CMOV (P6+)
cmovc eax, ebx    ; 不直接支援 XOR，需配合暫存器

注意事項

• 旗標影響：XOR 會更新 ZF, SF, PF, CF=0, OF=0，後續條件跳轉需注意。
• 同位元組操作：XOR AL, BL 僅影響低 8 位，高位保留。
• 記憶體操作數：XOR [mem], reg 讀取-修改-寫回，非原子操作，多執行緒需鎖定。

總結

XOR 的「雙重還原」特性 (A ^ B ^ B = A) 是其成為加密、交換、校驗核心的數學基石。熟練運用 XOR 進行清零、交換、翻轉、加密、校驗，能顯著縮減程式碼體積、提升執行效率，是組合語言程式設計師的基本功與進階利器。