RC4算法

RC4算法是一种对称加密算法，即加密与解密的过程相同。假设其运算过程表示为rc4(key, data)，其中key为密钥，data为待处理的数据，则：

密文=rc4(key,data) data=rc4(key,密文)

也就是说，对一段数据（原文）做奇数次RC4运算，得到密文，做偶数次RC4运算，结果还是原文。

RC4算法是基于密钥流的加密算法。 假设要加密的数据（明文）长度为N个字节，通过某种算法产生N字节的数据（密钥），将这两串数据按位异或（XOR），得到密文。把密文与这串密钥再XOR，就能得到明文。这一串由某种算法产生的N字节（8N位），称为密钥流，对应算法就叫做密钥流生成算法。区分不同基于密钥流的加密算法的标准就是其密钥流的生成方式。

算法特点： 简单，运行速度快，密钥长度可变（长度范围为 1-256 字节）。

RC4算法组成：

1、S盒生成 根据用户输入的秘钥 key，使用 密钥调度算法（key-scheduling algorithm，KSA）生成 S 盒。

2、生成密钥流，加密数据 使用伪随机生成算法（Pseudo-random generation algorithm，PRGA）生成秘钥流，然后使用生成的密钥流加密明文数据，得到密文。

对应得到的密文，可以根据需要再做处理，例如base64编码。

这里需要注意的是，对于包含中文的明文，需要做适当的编码（encode）和解码（decode）处理，编码方法一般为“utf-8”，同时还涉及字符转ascii编码（10进制）等操作。

算法实现

可以通过导入Crypto.Cipher中的ARC4来实现，也可以自定义实现，本文通过自定义方法实现。

代码运行环境： windows 10 python 3.7

# coding=utf-8 # python 3.7 import sys def bytesToHex(bytes): sb = '' for i in range(len(bytes)): hexs = hex(bytes[i] & 0xFF)[2:] if len(hexs) < 2: sb += '0' sb += hexs return sb def hexToByte(inHex): hexlen = len(inHex) result = [] if (hexlen % 2 == 1): hexlen += 1 inHex="0"+inHex for i in range(0, hexlen, 2): result.append(int(inHex[i:i+2],16)) return result def initKey(aKey): state = list(range(256)) bkey =[ord(i) for i in list(aKey)] index1 = 0 index2 = 0 if (len(bkey) == 0): return [] for i in range(256): index2 = ((bkey[index1] & 0xff) + (state[i] & 0xff) + index2) & 0xff state[i], state[index2] = state[index2], state[i] index1 = (index1 + 1) % len(bkey) return state def RC4Base(input, mKkey): x = 0 y = 0 key = initKey(mKkey) result = list(range(len(input))) for i in range(len(input)): x = (x + 1) & 0xff y = ((key[x] & 0xff) + y) & 0xff key[x], key[y] = key[y], key[x] xorIndex = ((key[x] & 0xff) + (key[y] & 0xff)) & 0xff result[i] = (input[i] ^ key[xorIndex]) return result def encryRC4Byte(data, key, chartSet='utf-8'): if not chartSet: bData = [ord(i) for i in data] return RC4Base(bData, key) else: bData = list(data.encode(chartSet)) return RC4Base(bData, key) def decryRC4(data, key, chartSet='utf-8'): r = RC4Base(hexToByte(data), key) return bytes(r).decode(chartSet) def encryRC4String(data, key, chartSet='utf-8'): return bytesToHex(encryRC4Byte(data, key, chartSet)) def main(data, key, signs): if signs == 'encode': datas = encryRC4String(data, key) else: datas = decryRC4(data, key) print(datas) if __name__ =='__main__': try: key = sys.argv[2] #"key" data = sys.argv[1] #"encoded_string" choices=sys.argv[3].strip() # decode or encode if choices not in ['decode', 'encode']: print('usage: %s string2decode key_string decode' % sys.argv[0]) print(' or: %s string2encode key_string encode' % sys.argv[0]) exit() except: print('usage: %s string2decode key_string decode' % sys.argv[0]) print(' or: %s string2encode key_string encode' % sys.argv[0]) exit() main(data,key,choices)

使用方法很简单，需要的参数共3个，第一个data参数为明文或密文，第二个参数key为密钥，第三个choices为加密（encode）或者解密（deocde）操作，假设代码保存为rc4.py文件，在命令行中执行：

python rc4.py dsadasMI明文 thisiskey encode

得到密文：efc3c7d2cb1ffc0b1fd84d6f000b 。

进行解密：

python rc4.py efc3c7d2cb1ffc0b1fd84d6f000b thisiskey decode

得到明文： dsadasMI明文 。