RC4算法是一种在电子信息领域加密的技术手段,用于无线通信网络,是一种电子密码,只有经过授权(缴纳相应费用)的用户才能享受该服务。
本文环境:windows10系统、thinkpad t480电脑。
RC4加密算法
之所以称其为簇,是由于其核心部分的S-box长度可为任意,但一般为256字节。该算法的速度可以达到DES加密的10倍左右。
RC4算法的原理很简单,包括初始化算法和伪随机子密码生成算法两大部分。假设S-box长度和密钥长度均为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]=i; } j=0; for (i=0; i<n; i++) { j=(j+s[i]+k[i]); swap(s[i], s[j]); }
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:
i=j=0; while (明文未结束) { ++in; j=(j+s); swap(s, s[j]); sub_k=s((s+s[j])); }
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。
由于RC4算法加密是采用的xor,所以,一旦子密钥序列出现了重复,密文就有可能被破解。关于如何破解xor加密,请参看Bruce Schneier的Applied Cryptography一书的1.4节Simple XOR。那么,RC4算法生成的子密钥序列是否会出现重复呢?经过我的测试,存在部分弱密钥,使得子密钥序列在不到100万字节内就发生了完全的重复,如果是部分重复,则可能在不到10万字节内就能发生重复,因此,推荐在使用RC4算法时,必须对加密密钥进行测试,判断其是否为弱密钥。
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