C语言实现RC4加密算法

加密原理

Rc4加密步骤

• 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

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，很多人在这里不是特别理解，别的博客也没有写的很简洁明了

假设我的明文字节数是datalength=1024个字节（当然可以是任意个字节）

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

}

解密按照前面写的，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

C实现

#include<stdio.h>
#include<random>
#include<time.h>
#include<string.h>
#define MAX 65534

int S[256]; //向量S
char T[256];    //向量T
int Key[256];   //随机生成的密钥
int KeyStream[MAX]; //密钥
char PlainText[MAX];
char CryptoText[MAX];
const char *WordList = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789";
void init_S()
// 初始化S;
{
    for(int i = 0; i < 256; i++){
        S[i] = i;
    }
}

void init_Key(){
    // 初始密钥
    int index;
    srand(time(NULL));  //根据当前时间，作为种子
    int keylen = int(double(random())/double(RAND_MAX)*256);    //随机获取一个密钥的长度
    for(int i = 0; i < keylen; i++){
        index = int(double(random())/double(RAND_MAX)*63);  //生产密钥数组
        Key[i] = WordList[index];
    }
    int d;
    for(int i = 0; i < 256; i++){   //初始化T[]
        T[i] = Key[i%keylen];
    }

    
}

void  permute_S()
{
    // 置换S;
    int temp;
    int j = 0;
    for(int i = 0; i < 256; i++){
        j = (j + S[i] + T[i]) % 256;
        temp = S[i];
        S[i] = S[j];
        S[j] = temp;
    }
}

void create_key_stream(char *text, int textLength)
{
    // 生成密钥流
    int i,j;
    int temp, t, k;
    int index = 0;
    i = j = 0;
    while(textLength --){   //生成密钥流
        i = (i+1)%256;
        j = (j + S[i]) % 256;
        temp = S[i];
        S[i] = S[j];
        S[j] = temp;
        t = (S[i] + S[j]) % 256;
        KeyStream[index] = S[t];
        index ++;
    }
 
}


 void Rc4EncryptText(char *text)
{
    //加密 && 解密
    int textLength = strlen(text);
    init_S();
    init_Key();
    permute_S();
    create_key_stream(text, textLength);
    int plain_word;
    printf("============开始加密============:
 密文：");
    for(int i = 0; i < textLength; i++){
        CryptoText[i] = char(KeyStream[i] ^ text[i]); //加密
    }
    for(int i = 0; i < textLength; i++){
        printf("%c", CryptoText[i]);
    }
    printf("
============加密完成============
============开始解密============
明文：");
    for(int i = 0; i < textLength; i++){
        PlainText[i] = char(KeyStream[i] ^ CryptoText[i]);   //解密
    }
    for(int i = 0; i < textLength; i++){
        printf("%c", PlainText[i]);
    }
    printf("
============解密完成============
");
    printf("
");
    
}



int main()
{   
    char text[] = "卜算子·见也如何暮 宋代：石孝友 见也如何暮。别也如何遽。别也应难见也难，后会难凭据。 去也如何去。住也如何住。住也应难去也难，此际难分付。 ";
    Rc4EncryptText(text);
    return 0;
}

结果

参考链接

https://www.cnblogs.com/gambler/p/9075415.html