RC4算法

明文^密钥key=密文

关键在于密钥key的形成

一、RC4相关变量

1、密钥流：

密文=明文^密钥流(密钥流长度等于明文)

2、状态向量S：

长度为256，S[0],S[1]…..S[255]。每个单元都是一个字节，算法运行的任何时候，S都包括0-255的8比特数的排列组合，只不过值的位置发生了变换。

3、临时向量T：

长度为256，每个单元也是一个字节。如果密钥的长度是256字节，就直接把密钥的值赋给T，否则，轮转地将密钥的每个字节赋给T。

4、密钥K：

长度为1-256字节，注意密钥的长度keylen与明文长度、密钥流的长度没有必然关系，通常密钥的长度16字节（128比特）。

二、简版RC4(看不懂就先看步骤三来理解)

1、先初始化状态向量S（256个字节，用来作为密钥流生成的种子1）
按照升序，给每个字节赋值0,1,2,3,4,5,6…,254,255

2、初始密钥（由用户输入），长度任意
如果输入长度小于256个字节，则进行轮转，直到填满

例如输入密钥的是1,2,3,4,5 , 那么填入的是1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5…

由上述轮转过程得到256个字节的向量T（用来作为密钥流生成的种子2）

3、开始对状态向量S进行置换操作（用来打乱初始种子1）
按照下列规则进行

从第零个字节开始，执行256次，保证每个字节都得到处理

 复制代码 隐藏代码
j = 0;

for (i = 0 ; i < 256 ; i++){

j = (j + S[i] + T[i]) mod 256;

swap(S[i] , S[j]);

}

这样处理后的状态向量S几乎是带有一定的随机性了

4、最后是秘钥流的生成与加密，假设明文字节数是datalength=1024个字节（当然可以是任意个字节）

 复制代码 隐藏代码
i=0;

j=0;

while(datalength–){//相当于执行1024次，这样生成的秘钥流也是1024个字节

i = (i + 1) mod 256;

j = (j + S[i]) mod 256;

swap(S[i] , S[j]);

t = (S[i] + S[j]) mod 256;

k = S[t];这里的K就是当前生成的一个秘钥流中的一位

//可以直接在这里进行加密，当然也可以将密钥流保存在数组中，最后进行异或就ok

data[]=data[]^k； //进行加密，"^"是异或运算符

}

解密异或两次就是原文，所以只要把密钥流重新拿过来异或一次就能得到原文了

三、RC4包含的两个算法

1、KSA 密钥调度算法(不懂看下第二张图片例子，看了就懂了)

编程看图一，理解看图二。

实现对原始数据的随机化排列，即打乱S表。

步骤：初始化S表，选取S表子序列作为密钥填充到密钥数组R中，循环256次，交换S~i~和S~j~

2、PRGA 伪随机密钥序列生成算法、随机选取数据作为密钥字节，并输出密钥流

从S中随机选取元素作为密钥流字节，同时修改数组S的排序，以便下一次密钥流的选取。

步骤：S~i~和S~j~交换得到新数组，根据交换完成的数组计算h和k(k为密钥，从S中选，h为选择k时数组的下标)