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RC4(Rivest Cipher 4,也称为ARC4或ARCFOUR,代表Alleged RC4,因为RC4是RSA的商标)是一种流密码,由罗恩·李维斯特(Ron Rivest)在1987年为RSA安全公司设计。由于其简单和速度快的特点,RC4曾经被广泛地应用在各种协议和系统中,如SSL、TLS和WEP。
RC4的工作流程可以分为两个主要的步骤:初始化和生成。
  1. 初始化:RC4首先初始化一个“状态”数组,这个数组的长度为256字节,初始时包含从0到255的所有字节值。然后,RC4使用密钥进行多次的置换操作,将状态数组打乱。
  1. 生成:在每次生成一个字节的密钥流时,RC4都会进一步修改状态数组,并使用状态数组的元素来生成一个字节的密钥流。
尽管RC4算法本身非常简单,但是,它也存在一些已知的安全问题。例如,RC4的密钥流在初始阶段具有一些可预测的偏差,这可能导致某些攻击。此外,如果同一个密钥被用于加密多个不同的明文,那么攻击者可能能够恢复出一部分密钥流。由于这些问题,现在一般不推荐在新的系统和协议中使用RC4,很多现代的系统和协议也已经停止支持RC4。
在理解和使用RC4时,必须意识到这些已知的安全问题,并在可能的情况下,考虑使用更现代、更安全的加密算法,比如AES或ChaCha20。

一、RC4简介:

RC4加密算法是密钥长度可变的流加密算法,其实就是生成一个密钥,然后去和明文XOR ,它还有一个特点就是它的密钥长度是可变的,范围是(1~256)字节。由此可以看出RC4算法的强度完全依赖于密钥的强度,如果获得密钥基本就可以直接获得明文。

二、算法原理:

1.原理概述:

通过密钥(Key 1-256字节),计算得到一个256字节的数组(S盒),然后将S盒中的数据与明文或密文进行异或,以此进行加解密操作。
注意:加解密过程中S盒中的数据会发生改变,所以加密或解密之前需要使用密钥对S盒数据进行重新初始化。

2.加密过程:

  1. S盒初始化(S-box的作用是和明文异或,T作为临时变量)
    1. S的初始化是从0开始填充一直到255,而T根据密钥填充
  1. 根据临时变量T来将S盒里面的值打乱
    1. 加密
      代码实例
      由于加密是用的xor,而根据异或的对称性,加密和解密使用的是同一个函数。