RC4算法

首先是RC4算法的介绍：

RC4加密算法Ron Rivest(非常有名的非对称加密算法RSA三巨头之一)在1987年设计的，密钥长度可变的流加密算法簇。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，且具有很高级别的非线性。RC4起初是用于保护商业机密的。但是在1994年9月，它的算法被发布在互联网上，也就不再有什么商业机密了。RC4也被叫做ARC4（Alleged RC4——所谓的RC4），因为RSA从来就没有正式发布过这个算法。
备注：RC4是对称密钥加密算法，而RSA是非对称的加密算法。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。那么，RC4算法生成的子密钥序列是否会出现重复呢？由于存在部分弱密钥，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。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。

转自：http://wzgyantai.blogbus.com/logs/31867065.html

RC4算法的原理：

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;
j=0;
for (i=0; i<n; i++)
{
j=(j+s+k)%256;
swap(s, 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)
{
++i%=n;
j=(j+s)%n;
swap(s, s【j】);
sub_k=s((s+s【j】)%n);
}
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。

下面是RC4算法的实现：

头文件：

/*RC4.h*/
#ifndef RC4
#define RC4
#include<string.h>

int RC4init(unsigned char *s, char *keyFile){
	FILE *key;
	if((key = fopen(keyFile,"rb"))== NULL) {
		return 0;
	}
	int a;
	int akey[256] = {0};

	char k[256] = {0};
	a = fgetc(key);
	int i =0, j = 0;
	while(a != EOF) {
		k[i] = a;
		a = fgetc(key);
	}
	int Len;
	Len = strlen(k);
	unsigned char tmp = 0;
	for(i=0;i<256;i++)
	{
		s[i]=i;
		akey[i]=k[i%Len];
	}
	for (i=0; i<256; i++)
	{
		j=(j+s[i]+akey[i])%256;
		tmp = s[i];
		s[i] = s[j]; //交换s[i]和s[j]
		s[j] = tmp;
	}
}
int RC4crypt(unsigned char *s, char *plainFile, char *cipherFile){
	FILE *plain,*cipher;
	char c[100] = {0};
	char p[100] = {0};
	char a;
	if((plain = fopen(plainFile,"rb")) == NULL) {
		return 0;
	}
	if((cipher = fopen(cipherFile,"wb"))== NULL) {
		return 0;
	}
	int x = 0, y = 0, t = 0, i = 0;
	a = fgetc(plain);
	while (a !=EOF) {
		p[i] = a;
		a = fgetc(plain);
		i ++;
	}
	int Len = strlen(p);
	for(i=0;i<Len;i++)
	{
		x=(x+1)%256;
		y=(y+s[x])%256;
		t=(s[x]+s[y])%256;
		p[i] ^= s[t];
	}
	i=0;
	while(i!= Len) {
		 fprintf(cipher,"%c ",p[i]);
		i++;
	}
}

#endif

主函数：

// RC4 1.0.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
//

#include"RC4 1.0\RC4.h"
#include<string.h>
#include<iostream>
#include<stdio.h>


void main(){
	unsigned char s[256] = {0};//S-box
	RC4init(s,"key.txt");//初始化
	RC4crypt(s,"plain.txt","cipher.txt");//加密
}