RC4流密码算法之C语言实现
基于RC4算法的数据加密技术研究

基于RC4算法的数据加密技术研究近年来随着互联网技术的发展以及移动互联网的普及,数据的安全保障已成为我们不得不面对的一个问题。
在这样的背景下,加密技术也逐渐得到了广泛的重视和应用。
本文将介绍一种基于RC4算法的数据加密技术,并对其具体实现进行分析和探讨。
一、RC4算法基础RC4算法是一种流密码,也被称为弧形加密(ARC4)算法。
它的设计初衷是为了在WEP(有线等效隐私)中提供数据加密。
RC4算法采用“密钥流”的方式对数据进行加密和解密,具体的实现过程包括以下几个步骤:(1)初始化密钥初始化密钥需要一个密钥向量和一个密钥长度。
密钥向量是由算法生成的,而密钥长度是由用户指定的。
在初始化过程中,加密机会使用密钥向量和密钥长度,生成一个初始密钥流。
(2)生成密钥流生成密钥流的方法是通过对初始密钥流做变换。
这个变换包括了执行字节交换、置换和异或运算等多个操作,用来混淆初始密钥流。
这样处理之后,密钥流被加密机作为当前的加密密钥流使用。
(3)加密数据加密数据的方法是将数据与密钥流进行XOR运算。
这样,数据就被加密成了密文。
(4)解密数据解密数据的方法和加密类似,也是将密文和密钥流进行XOR运算,从而得到原始数据。
二、RC4算法的优缺点RC4算法的优点在于加密速度快、纯软件实现、实现简单、适用于实时加密传输等场景。
然而,RC4算法也存在一些不足之处:(1)安全性不足RC4算法在算法实现上存在问题,容易被攻击者发现和破解。
尤其是使用的密钥长度较短时,更容易受到攻击。
(2)密钥流重复密钥流的生成方式中存在密钥流重复的情况。
如果两个密钥序列的密钥相同,那么其生成的密钥流也是相同的,从而会导致密文也是相同的。
(3)算法过于简单RC4算法过于简单,容易被攻击者破解。
另外,其实现比较固定,容易受到针对性攻击。
三、RC4算法的优化为了使RC4算法有更高的安全性,在使用RC4算法时,需要注意一些事项,如密钥长度要足够长、密钥流不要重复等。
rc4流密码算法的原理

rc4流密码算法的原理
RC4流密码算法是一种对称密钥加密算法,它可以用于保护数据的机密性和完整性。
RC4算法是由美国密码学家罗纳德·里维斯(Ronald Rivest)于1987年设计的,它是一种流密码算法,即将明文流和密钥流进行异或运算,得到密文流的过程。
RC4算法的核心是一个伪随机数生成器(PRNG),它根据密钥生成一个伪随机的密钥流,然后将明文流和密钥流进行异或运算,得到密文流。
RC4算法的加密过程如下:
1. 初始化:将一个256字节的状态向量S初始化为0~255的排列,然后根据密钥K对S进行置换,生成一个伪随机的密钥流。
2. 加密:将明文M和密钥流K进行异或运算,得到密文C。
3. 更新状态向量:根据加密后的密文C更新状态向量S,使其变得更加随机。
4. 重复加密:重复步骤2和3,直到所有的明文都被加密。
RC4算法的解密过程与加密过程相同,只需要将密文和密钥进行异或运算即可得到明文。
RC4算法的优点是加密速度快,实现简单,适用于加密数据流。
但是RC4算法的密钥长度较短,只有40位或128位,容易被暴力破解。
此外,RC4算法的密钥流不够随机,存在一些弱密钥,容易被攻击者利用。
因此,现在已经不推荐使用RC4算法进行加密。
实验9使用RC4进行数据加密和解密

实验9 RC4算法
一实验目的
1了解RC4算法的过程;
2使用RC4 算法对数据进行加密和解密。
二实验原理
1RC4算法是一种序列密码体制(或称流密码体制),其加密密钥和解密密钥相同。
2RC4的密钥长度可变,但是为了保证安全强度,目前RC4至少使用128位的密钥。
三实验步骤
1RC4有两个主要的算法:________和__________。
2密钥调度算法的作用是将一个随机密钥变换成一个初始置换,即相当于初始化状态矢量S盒;
3伪随机数生成算法的作用是利用初始置换S盒生成一个伪随机数输出序列。
4下载RC4.rar
5通过输入密钥来运行RC4加密(解密)程序
两人一组完成实验,每次实验一个同学负责加密,另一个同学负责解密。
①A同学在D盘下新建一个文件夹,命名为自己的姓名,在这个文件夹
下新建一个1.txt文档,选择下表中第一个明文进行实验,将加密后的
文档发给B同学;
B同学对收到的文档进行解密。
②B同学在D盘下新建一个文件夹,命名为自己的姓名,在这个文件夹
下新建一个11.txt文档,选择下表中第二个明文进行实验,将加密后的
文档发给A同学;
A同学对收到的文档进行解密。
③两个同学对第三个明文进行实验,观察密钥的长度
(提示:为了保证安全强度,目前RC4至少使用128位的密钥,即16字节,本程序中给出的密钥长度最短长度为16个字节,如果你加密的密钥长度小于16个字节,计算机处理的时候自动在后面添加0,补足16个字节;如果你所给的密钥长度大于16个字节,则计算机只处理前面16个字节,注意加解密过程中密钥的一致性)。
RC4算法总结5则范文

RC4算法总结5则范文第一篇:RC4算法总结一、RC4算法原理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。
RC4产生一个伪随机比特流(a keystream),加密的时候,把它跟明文进行比特级别的异或处理,解密时进行一样的步骤(因为异或操作是对称的)。
(这个类似于Vernam cipher,只不过后者不使用伪随机比特流而直接使用随机比特流)。
为了产生keystream,本密码算法使用时需要两个数据的私有空间来保存内部状态:1.总共256个字节的序列(下面用“S“代替)2.两个8比特的索引指针(下面用“i”和“j”代替)比特流序列的初始化是根据key的长度(key的长度通常在40到256比特之间),使用key-scheduling 算法来进行的(KSA),一旦完成了初始化,比特流就可以根据伪随机生成算法(PRGA)来产生。
(1)The key-scheduling algorithm(KSA)key-scheduling算法用来初始化数组“S”中的字节序列,“keylength”定义了key的字节长度,可能的范围是[1, 256],典型的值是5到16之间,相应的key 长度就是40-128比特。
首先,数组“S”被初始化成identity permutation(身份鉴别的序列),随后在PRGA的算法中进行256为周期的循环列举出来,每次处理的方式都是一样的,是联合key的字节进行的。
for i from 0 to 255 S[i] := i endforj := 0for i from 0 to 255j:=(j + S[i] + key[i mod keylength])mod 256 swap(&S[i],&S[j])endfor(2)伪随机生成算法(PRGA)对于尽可能多的每个列举过程,PRGA算法修改内部的状态并输出keystream的一个字节。
rc4 实验报告

rc4 实验报告RC4 实验报告引言:RC4(Rivest Cipher 4)是一种流密码算法,由Ron Rivest于1987年设计。
它以其简单高效的特点而被广泛应用于网络通信和数据加密领域。
本实验旨在通过实际操作和分析,深入了解RC4算法的原理和应用。
一、RC4算法的原理RC4算法是一种基于密钥流的对称加密算法。
其核心原理是通过生成伪随机密钥流,将明文与密钥进行异或运算,从而实现加密和解密的过程。
1.1 密钥初始化RC4算法首先需要对密钥进行初始化。
将0到255的数值按顺序填充到一个256字节的S盒中,并根据密钥的字节长度进行交换操作。
这个初始化过程使得S盒中的元素排列不规律,增加了密钥流的随机性。
1.2 伪随机密钥流生成在密钥初始化完成后,RC4算法根据S盒中的元素生成伪随机密钥流。
伪随机密钥流的生成过程是通过对S盒中的元素进行置换和交换操作,从而生成一个与明文长度相同的密钥流。
1.3 异或运算生成伪随机密钥流后,RC4算法将明文与密钥流进行异或运算,得到密文。
同样,将密文与密钥流再次进行异或运算,即可还原出原始的明文。
二、RC4算法的应用RC4算法由于其简单高效的特点,在实际应用中得到了广泛的应用。
2.1 网络通信加密RC4算法被广泛应用于网络通信的加密过程中。
通过在发送端和接收端使用相同的密钥进行加密和解密,可以保证通信过程中的数据安全性。
同时,RC4算法的高效性也使得其适用于高速网络通信,不会对传输速度造成明显的影响。
2.2 数据加密RC4算法也被用于对数据进行加密。
在数据存储和传输过程中,通过使用RC4算法加密数据,可以有效防止数据被非法获取和篡改。
对于需要保护数据安全性的应用场景,RC4算法是一种简单可靠的加密选择。
2.3 密码保护RC4算法还可以用于密码保护的应用场景。
通过将用户的密码与RC4算法生成的密钥流进行异或运算,可以对密码进行加密存储。
这样即使用户的密码被泄露,也无法直接获取原始密码,增加了密码的安全性。
常用流密码算法 RC4 A6

常用流密码算法(RC4算法与A5算法)流密码(Stream Cipher),是对称密码算法的一种。
序列密码具有实现简单、便于硬件实施、加解密处理速度快、没有或只有有限的错误传播等特点,因此在实际应用中,特别是专用或机密机构中保持着优势,典型的应用领域包括无线通信、外交通信。
1949年Shannon证明了只有一次一密的密码体制是绝对安全的,这给序列密码技术的研究以强大的支持,序列密码方案的发展是模仿一次一密系统的尝试,或者说“一次一密”的密码方案是序列密码的雏形。
如果序列密码所使用的是真正随机方式的、与消息流长度相同的密钥流,则此时的序列密码就是一次一密的密码体制。
若能以一种方式产生一随机序列(密钥流),这一序列由密钥所确定,则利用这样的序列就可以进行加密,即将密钥、明文表示成连续的符号或二进制,对应地进行加密,加解密时一次处理明文中的一个或几个比特。
RC4算法:RC4算法非常简单,易于描述:用从1到256个字节(8到2048位)的可变长度密钥初始化一个256个字节的状态矢量S,S的元素记为S[0],S[1],⋯,S[255],从始至终置换后的S包含从0到255的所有8比特数.对于加密和解密,字节K由S 中256个元素按一定方式选出一个元素而生成.每生成一个K的值,S中的元素就被重新置换一次.1 初始化S开始时,S中元素的值被置为按升序从0到255,即s[0]=0,S[1]=1,⋯,S[255]=255.同时建立一个临时矢量T.如果密钥K的长度为256字节,则将K赋给T.否则,若密钥长度为keylen字节,则将K的值赋给T的前keylen个元素,并循环重复用K的值赋给T剩下的元素,直到T的所有元素都被赋值.这些预操作可概括如下:/*初始化*/for i=0 to 255 doS[i]=i;T[i]=K[i mod keylen]然后用T产生S的初始置换.从S[0]到S[255],对每个S[i],根据由T[i]确定的方案,将S[i]置换为S中的另一字节:/*S的初始序列*/j=0for i=O to 255 doj=(j+s[i]+T[i])mod 256swap(s[i],s[j]);因为对S的操作仅是交换,所以惟一的改变就是置换.S仍然包含所有值为0到255的元素.2 密钥流的生成矢量S一旦完成初始化,输人密钥就不再被使用.密钥流的生成是从s[0]到S[255],对每个S[i],根据当前S的值,将S[i]与S中的另一字节置换.当S[255]完成置换后,操作继续重复,从S[0]开始:/*密钥流的产生*/i,j=0while(true)i=(i+1)mod 256j=(j+S[i])mod 256swap(sEi],s[j])t=(sEi]+s[j])mod 256;k=S[t]加密中,将k的值与下一明文字节异或;解密中,将k的值与下一密文字节异或.A5算法A5/1方案用于GSM蜂窝电话网络中的数据机密性加密。
易语言rc4写法

易语言rc4写法RC4(Rivest Cipher 4)是一种对称密钥流密码算法,常用于加密通信中的数据。
以下是一个使用易语言编写的简单的RC4算法实现:```easylanguage' RC4算法实现Dim S(255), T(255)' 初始化RC4密钥Sub RC4_Init(key)Dim keyLen, i, j, tempkeyLen = Len(key)For i = 0 To 255S(i) = iT(i) = Asc(Mid(key, i Mod keyLen + 1, 1))Nextj = 0For i = 0 To 255j = (j + S(i) + T(i)) Mod 256' 交换S(i)和S(j)temp = S(i)S(i) = S(j)S(j) = tempNextEnd Sub' RC4加解密Function RC4_Crypt(data)Dim i, j, temp, k, cipherDim dataLendataLen = Len(data)i = 0j = 0ReDim cipher(dataLen - 1)For k = 0 To dataLen - 1i = (i + 1) Mod 256j = (j + S(i)) Mod 256' 交换S(i)和S(j)temp = S(i)S(i) = S(j)S(j) = temp' 生成伪随机数,并与数据异或cipher(k) = Asc(Mid(data, k + 1, 1)) Xor S((S(i) + S(j)) Mod 256)NextRC4_Crypt = Join(cipher, "")End Function' 测试Dim key, plaintext, ciphertextkey = "SecretKey"plaintext = "Hello, RC4!"' 初始化RC4密钥RC4_Init key' 加密ciphertext = RC4_Crypt(plaintext)Print "加密后:" + ciphertext' 重新初始化RC4密钥RC4_Init key' 解密plaintext = RC4_Crypt(ciphertext)Print "解密后:" + plaintext```上述代码中,`RC4_Init` 函数用于初始化RC4密钥,`RC4_Crypt` 函数用于加解密数据。
流密码和RC4

/*Initialization*/
for (int i = 0; i < 256; i++)
{
S[i] = i;
T[i] = K[i % keylen];
}
然后用T产生的S的初始置换,从S[0]到S[255],对每个S[i],根据T[i]确定的方案,将S[i]置换为S中的另一字节
/*Initial Permutation of*/
int j = 0;
for (int i = 0; i < 256; i++) {
j = (j + S[i] + T[i])%256;
swap(S[i], S[j]);
}
因为对S 的操作仅是置换,所以唯一的改变就是置换.S 仍然包含所有值为0~255的元素.
向量S 一旦完成初始化,输入密钥就不再被使用.密钥流的生成是从S[0]到S[255],对每个S[i],根据当前S 的值,将S[i]与S 中中的另一字节置换.当S[255]完成置换后,操作继续重复从S[0]开始
/* Stream Generation*/
int i = 0;
int j = 0;
while (true) {
i = (i + 1) % 256;
j = (j + S[i]) % 256;
swap(S[i], S[j]);
char t = (S[i] + S[j]) % 256;
char k = S[t];
// TO DO::Encription
}
加密中,将k 的值与下一明文字节异或.
解密中,将k 的值与下一密文字节异或.
整个过程如下图所示
Copyright© by 寒江雪
Date:2016.12.08密钥流的生成。
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RC4流密码算法之C语言实现RC4加密算法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长度和密钥长度均为为n。
先来看看算法的初始化部分(用类C伪代码表示):for (i=0; i<n; i++)s=i;在初始化的过程中,密钥的主要功能是将S-box搅乱,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。
而不同的S-box在经过伪随机子密码生成算法的处理后可以得到不同的子密钥序列,并且,该序列是随机的:j=0;for (i=0; i<n; i++){j=(j+s+k)%256;swap(s, s[j]);}i=j=0;得到的子密码sub_k用以和明文进行xor运算,得到密文,解密过程也完全相同。
根据目前的分析结果,没有任何的分析对于密钥长度达到128位的RC4有效,所以,RC4是目前最安全的加密算法之一,大家可以放心使用!while (明文未结束){++i%=n;j=(j+s)%n;swap(s, s[j]);sub_k=s((s+s[j])%n);}位长可以自己随意设置,将256设置为你希望的即可我的C语言源码:平台:windowsXP,VC++6.0有什么大家可以讨论的地方请留言或发邮件至我邮箱:#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>void swap(unsigned char *s1,unsigned char *s2) {char temp;temp=*s1;*s1=*s2;*s2=temp;}void re_S(unsigned char *S){unsigned int i;for(i=0;i<256;i++)S[i]=i;}void re_T(unsigned char *T,char *key){int i;int keylen;keylen=strlen(key);for(i=0;i<256;i++)T[i]=key[i%keylen];}void re_Sbox(unsigned char *S,unsigned char *T) {int i;int j=0;for(i=0;i<256;i++){j=(j+S[i]+T[i])%256;swap(&S[i],&S[j]);}}void re_RC4(unsigned char *S,char *key){char T[255]={0};re_S(S);re_T(T,key);re_Sbox(S,T);}void RC4(FILE *readfile,FILE *writefile,char *key) {unsigned char S[255]={0};unsigned char readbuf[1];int i,j,t;re_RC4(S,key);i=j=0;while(fread(readbuf,1,1,readfile)) {i = (i + 1) % 256;j = (j + S[i]) % 256;swap(&S[i],&S[j]);t = (S[i] + (S[j] % 256)) % 256; readbuf[0]=readbuf[0]^S[t]; fwrite(readbuf,1,1,writefile); memset(readbuf,0,1);}printf("加密|解密成功!!!\n");}int main(int argc,char *argv[]) {char *Filename1,*Filename2; char *key;FILE *file1,*file2;Filename1 = argv[1];Filename2 = argv[2];key=argv[3];if ( argc == 4){printf("**********************正在加密中*******************\n"); }else{printf("输入格式:\n");printf("文件名|加密或解密文件名|存放文件名|密钥\n");return -1;}if ((file1= fopen(Filename1,"rb")) == NULL|| (file2 =fopen(Filename2,"wb"))==NULL){printf("Can't open file\n");return -1;}RC4(file1,file2,key);fclose(file1);fclose(file2);return 0;}加密解密算法RC5- -#include <iostream.h>#include "math.h"#include <stdio.h>static const w=32;static const r=12;static const b=16;static const t=26;//2*r+2=12*2+2static const c=4; //r*8/b = 16*8/32typedef unsigned long int FOURBYTEINT;typedef unsigned char BYTE;/*** 循环左移和右移函数* x : 被循环的数* y : 将要循环的位数*/#define ROTL(x,y) (((x)<<(y&(w-1))) | ((x)>>(w-(y&(w-1)))))#define ROTR(x,y) (((x)>>(y&(w-1))) | ((x)<<(w-(y&(w-1)))))/** 产生子密钥的函数*/void generateChildKey(unsigned char*,FOURBYTEINT*);/** 产生初试密钥的函数*/void InitialKey(unsigned char* KeyK,int b){for(int i=0;i<b;i++){KeyK[i]=0;}int intiSeed=3;KeyK[0]=intiSeed;for(i=1;i<b;i++){KeyK[i] = (BYTE) ( ((int)(pow(3,i)))%(255-i) );//KeyK[i] = KeyK[i-1]*intiSeed % 256;}}/** 取最近奇数的函数*/int Odd(double fl){int floorOffl = (int)floor(fl);if (floorOffl% 2==0) return floorOffl+1;return floorOffl;}/** 加密函数*/void Encipher(FOURBYTEINT* In,FOURBYTEINT* Out,FOURBYTEINT* S){ FOURBYTEINT X,Y;X = In[0]+S[0];Y = In[1]+S[1];for(int i=1;i<=r;i++){X=ROTL((X^Y),Y) + S[2*i];Y=ROTL((Y^X),X) + S[2*i+1];}Out[0]=X;Out[1]=Y;}/** 解密函数*/void Decipher(FOURBYTEINT* In,FOURBYTEINT* Out,FOURBYTEINT* S){FOURBYTEINT X,Y;X = In[0];Y = In[1];for(int i=r;i>0;i--){Y = ROTR(Y-S[2*i+1],X)^X;X = ROTR(X-S[2*i],Y)^Y;}Out[0]=X - S[0];Out[1]=Y - S[1];}/** 主函数*/void main(){FOURBYTEINT ChildKeyS[2*r+2]; //64bit unsigned char KeyK[b];//8bit=byteInitialKey(KeyK,b);int k;generateChildKey(KeyK,ChildKeyS); FOURBYTEINT Source[2]={8888,6666};//cout<<Source[0]<<" "<<Source[1]<<endl;printf("加密以前的明文:");for (k=0;k<2;k++) {printf("%.8lX ",Source[k]);}FOURBYTEINT Dest[2];Encipher(Source,Dest,ChildKeyS);//cout<<Dest[0]<<" "<<Dest[1]<<endl; printf("\n");printf("加密以后的密文:");for (k=0;k<2;k++) {printf("%.8lX ",Dest[k]);}printf("\n");Decipher(Dest,Source,ChildKeyS);//cout<<Source[0]<<" "<<Source[1]<<endl; printf("解密以后的明文:");for (k=0;k<2;k++) {printf("%.8lX ",Source[k]);}printf("\n");/*printf("加密以前的明文:");for (k=0;k<6;k++) {printf("%.8lX ",mingwen_org[k]);}printf("\n");printf("加密以后的密文:");for (k=0;k<6;k++) {printf("%.8lX ",miwen[k]);}printf("\n");printf("解密以后的明文:");for (k=0;k<6;k++) {printf("%.8lX ",mingwen_final[k]);}printf("\n");*/}void generateChildKey(unsigned char* KeyK,FOURBYTEINT* ChildKeyS) {const double e = 2.718281828459;const double Phia = 1.618033988749;//int PW = Odd((e-1)*pow(2,w));int PW = 0xb7e15163;//int QW = Odd((Phia -1)*pow(2,w));int QW = 0x9e3779b9;int i;FOURBYTEINT L[c];//初试化数组SChildKeyS[0]=PW;for ( i=1;i<t;i++){ChildKeyS[i]=(ChildKeyS[i-1]+ QW);//% (2<<w)不需要}//transform from K to L//initialization Lfor(i=0;i<c;i++){L[i]=0;}int u = w/8;for (i=b-1;i!=-1; i--)L[i/u] = (L[i/u]<<8)+KeyK[i];for (i=0;i<4;i++)printf("%.8X\n",L[i]);/generate child keysFOURBYTEINT A,B,X,Y;A=B=X=Y=0;for(i=0;i<3*t;i++){X = ChildKeyS[A] = ROTL(ChildKeyS[A]+X+Y,3);A = (A+1) % t;Y = L[B] = ROTL(L[B]+X+Y,(X+Y));B = (B+1) % c;}/*for (i=0;i<t;i++){printf("%.8X",ChildKeyS[i]);printf("\n");}*/}。