RC4加解密算法

RC简介

在密码学中，RC4（来自Rivest Cipher 4的缩写）是一种流加密算法，密钥长度可变。它加解密使用相同的密钥，因此也属于对称加密算法。RC4是有线等效加密（WEP）中采用的加密算法，也曾经是TLS可采用的算法之一。

特点

RC4由伪随机数生成器和异或运算组成。RC4的密钥长度可变，范围是[1,255]。RC4一个字节一个字节地加解密。给定一个密钥，伪随机数生成器接受密钥并产生一个S盒。S盒用来加密数据，而且在加密过程中S盒会变化。''

由于异或运算的对合性，RC4加密解密使用同一套算法。

流程

1.rc4_init 初始化S盒

包含三个参数

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，其内容可以随便定义：char key[256];

参数3是密钥的长度，Len = strlen(key);

初始化长度为256的S盒。第一个for循环将0到255的互不重复的元素装入S盒。第二个for循环根据密钥打乱S盒。

i确保S-box的每个元素都得到处理，j保证S-box的搅乱是随机的。

void rc4_init(unsigned char *s,unsigned char *key, unsigned long Len)
{
    //初始化长度为256的S盒
    int i=0,j=0;
    char k[256]={0};
    unsigned char tmp=0;

    for(i=0;i<256;i++) 
    {
        s[i]=i;//将0到255的互不重复的元素装入S盒
        k[i]=key[i%Len];
    }

    for(i=0;i<256;i++)
    {
        //第二个for循环根据密钥打乱S盒
        //i确保S-box的每个元素都得到处理，j保证S-box的搅乱是随机的
        j=(j+s[i]+k[i])%256;
        tmp=s[i];
        s[i]=s[j];     //交换s[i]和s[j]
        s[j]=tmp;
    }
}

2.rc4_crypt 加解密（通过得到的S盒进行加密解密）

包含三个参数

参数1是上边rc4_init函数中，被搅乱的S-box;

参数2是需要加密的数据data;

参数3是data的长度.

每收到一个字节，就进行while循环。通过一定的算法定位S盒中的一个元素，并与输入字节异或，得到k。循环中还改变了S盒。如果输入的是明文，输出的就是密文；如果输入的是密文，输出的就是明文。

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++)//循环中还改变了S盒
    {
        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;
        //^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
        //每收到一个字节，就进行while循环。通过一定的算法定位S盒中的一个元素
        Data[k]^=s[t];//并与输入字节异或，得到k
    }
    //如果输入的是明文，输出的就是密文；如果输入的是密文，输出的就是明文
}

3.整体算法代码

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

void rc4_init(unsigned char *s,unsigned char *key, unsigned long Len)
{
    //初始化长度为256的S盒
    int i=0,j=0;
    char k[256]={0};
    unsigned char tmp=0;

    for(i=0;i<256;i++) 
    {
        s[i]=i;//将0到255的互不重复的元素装入S盒
        k[i]=key[i%Len];
    }

    for(i=0;i<256;i++)
    {
        //第二个for循环根据密钥打乱S盒
        //i确保S-box的每个元素都得到处理，j保证S-box的搅乱是随机的
        j=(j+s[i]+k[i])%256;
        tmp=s[i];
        s[i]=s[j];     //交换s[i]和s[j]
        s[j]=tmp;
    }
}

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++)//循环中还改变了S盒
    {
        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;
        //^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
        //每收到一个字节，就进行while循环。通过一定的算法定位S盒中的一个元素
        Data[k]^=s[t];//并与输入字节异或，得到k
    }
    //如果输入的是明文，输出的就是密文；如果输入的是密文，输出的就是明文
}

int main()
{
    unsigned char s[256] = { 0 }, s2[256] = { 0 };//S-box
    char key[256] = { "justfortest" };
    char pData[512] = "flag{woshidashabi}";
    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，如下：\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]暂时保留经过初始化的s[i]，很重要的！！！
    {
        s2[i] = s[i];
    }
    printf("已经初始化，现在加密:\n\n");
    rc4_crypt(s, (unsigned char*)pData, len);//加密
    printf("pData=%s\n\n", pData);
    printf("已经加密，现在解密:\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;
}

posted @ 2023-12-25 11:37 wakappxc 阅读(294) 评论(0) 编辑收藏举报

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1.rc4_init 初始化S盒

2.rc4_crypt 加解密（通过得到的S盒进行加密解密）

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