RC4加密算法

时间 2019-11-12

标签 rc4 加密算法繁體版

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RC4加密算法是一种对称加密算法。算法

对称加密算法

对称加密(也叫私钥加密)指加密和解密使用相同密钥的加密算法。有时又叫传统密码算法，就是加密密钥可以从解密密钥中推算出来，同时解密密钥也能够从加密密钥中推算出来。而在大多数的对称算法中，加密密钥和解密密钥是相同的，因此也称这种加密算法为秘密密钥算法或单密钥算法。它要求发送方和接收方在安全通讯以前，商定一个密钥。对称算法的安全性依赖于密钥，泄漏密钥就意味着任何人均可以对他们发送或接收的消息解密，因此密钥的保密性对通讯的安全性相当重要。数组

RC4加密算法

　　RC4算法的特色是算法简单，运行速度快，并且密钥长度是可变的，可变范围为1-256字节(8-2048比特)，在现在技术支持的前提下，当密钥长度为128比特时，用暴力法搜索密钥已经不太可行，因此能够预见RC4的密钥范围任然能够在从此至关长的时间里抵御暴力搜索密钥的攻击。实际上，现在也没有找到对于128bit密钥长度的RC4加密算法的有效攻击方法。安全

RC4算法的原理很简单，包括初始化算法（KSA）和伪随机子密码生成算法（PRGA)两大部分。假设S-box的长度为256，密钥长度为Len。先来看看算法的初始化部分（用C代码表示）：

其中，参数1是一个256长度的char型数组，定义为: unsigned char sBox[256];

参数2是密钥，其内容能够随便定义：char key[256];

参数3是密钥的长度，Len = strlen(key);

/*初始化函数*/
void rc4_init(unsigned char*s,unsigned char*key, unsigned long Len)
{
    int i=0,j=0;
    char k[256]={0};
    unsigned char tmp=0;
    for(i=0;i<256;i++) {
        s[i]=i;
        k[i]=key[i%Len];
    }
    for(i=0;i<256;i++) {
        j=(j+s[i]+k[i])%256;
        tmp=s[i];
        s[i]=s[j];//交换s[i]和s[j]
        s[j]=tmp;
    }
}

在初始化的过程当中，密钥的主要功能是将S-box搅乱，i确保S-box的每一个元素都获得处理，j保证S-box的搅乱是随机的。而不一样的S-box在通过伪随机子密码生成算法的处理后能够获得不一样的子密钥序列，将S-box和明文进行xor运算，获得密文，解密过程也彻底相同。

再来看看算法的加密部分（用C代码表示）：

其中，参数1是上边rc4_init函数中，被搅乱的S-box;

参数2是须要加密的数据data;

参数3是data的长度.

/*加解密*/
void rc4_crypt(unsigned char*s,unsigned char*Data,unsigned long Len)
{
    int i=0,j=0,t=0;
    unsigned long k=0;
    unsigned char tmp;
    for(k=0;k<Len;k++)
    {
        i=(i+1)%256;
        j=(j+s[i])%256;
        tmp=s[i];
        s[i]=s[j];//交换s[x]和s[y]
        s[j]=tmp;
        t=(s[i]+s[j])%256;
        Data[k]^=s[t];
    }
}

让咱们看一看完整程序函数

//程序开始
#include<stdio.h>
#include<string.h>
typedef unsigned longULONG;
 
/*初始化函数*/
void rc4_init(unsigned char*s, unsigned char*key, unsigned long Len)
{
    int i = 0, j = 0;
    char k[256] = { 0 };
    unsigned char tmp = 0;
    for (i = 0; i<256; i++)
    {
        s[i] = i;
        k[i] = key[i%Len];
    }
    for (i = 0; i<256; i++)
    {
        j = (j + s[i] + k[i]) % 256;
        tmp = s[i];
        s[i] = s[j];//交换s[i]和s[j]
        s[j] = tmp;
    }
}
 
/*加解密*/
void rc4_crypt(unsigned char*s, unsigned char*Data, unsigned long Len)
{
    int i = 0, j = 0, t = 0;
    unsigned long k = 0;
    unsigned char tmp;
    for (k = 0; k<Len; k++)
    {
        i = (i + 1) % 256;
        j = (j + s[i]) % 256;
        tmp = s[i];
        s[i] = s[j];//交换s[x]和s[y]
        s[j] = tmp;
        t = (s[i] + s[j]) % 256;
        Data[k] ^= s[t];
    }
}
 
int main()
{
    unsigned char s[256] = { 0 }, s2[256] = { 0 };//S-box
    char key[256] = { "justfortest" };
    char pData[512] = "这是一个用来加密的数据Data";
    unsigned long len = strlen(pData);
    int i;
 
    printf("pData=%s\n", pData);
    printf("key=%s,length=%d\n\n", key, strlen(key));
    rc4_init(s, (unsigned char*)key, strlen(key));//已经完成了初始化
    printf("完成对S[i]的初始化，以下：\n\n");
    for (i = 0; i<256; i++)
    {
        printf("%02X", s[i]);
        if (i && (i + 1) % 16 == 0)putchar('\n');
    }
    printf("\n\n");
    for (i = 0; i<256; i++)//用s2[i]暂时保留通过初始化的s[i]，很重要的！！！
    {
        s2[i] = s[i];
    }
    printf("已经初始化，如今加密:\n\n");
    rc4_crypt(s, (unsigned char*)pData, len);//加密
    printf("pData=%s\n\n", pData);
    printf("已经加密，如今解密:\n\n");
    //rc4_init(s,(unsignedchar*)key,strlen(key));//初始化密钥
    rc4_crypt(s2, (unsigned char*)pData, len);//解密
    printf("pData=%s\n\n", pData);
    return 0;
}
 
//程序完