RC4加密算法C++实现

RC4算法简介

RC4是由Rivest于1987年设计的一种序列密码，被广泛应用于Windows和无线通信系统等；
RC4是一种基于字节的序列的非移位寄存器序列，输出字节流；
RC4使用了一个28字节大小的非线性数据表(简称S表)；S表的值S0, S1, …, S255是数字0到255的一个排列。对S表进行非线性变换，得到密钥流；
RC4支持不同密钥长度，美国政府规定用于出口的密钥长度不得超过40位。
RC4算法简单、高效，特别适合软件实现，加密速度比DES大约快10倍

在WLAN的WEP协议中，支持 64 位和128 位加密，由于密钥是5或13个ASCII 字符，64 位加密有时称为 40 位加密;128 位加密有时称为 104 位加密。其中的24bit由初始化向量填充，但因为初始向量太短而不安全,若正确使用密钥，则RC4依然安全

RC4算法原理

RC4对S表的初始化算法: 两个计数器I和J，I=0，J=0

对S表进行线性填充：SI=I, 0 ≤I<255
用密钥填充另一个256字节的数组K，如果密钥长度小于256字节，则依次重复填充，直至填满这个数组， K0, K1, …, K255
对于I=0到255重复以下步骤：
(1) J=J+SI+KI mod 256
(2) 交换SI和SJ

S表的开始256个状态舍弃则更安全

RC4输出密钥流字节z的算法

I=0，J=0
I=I+1 mod 256
J=J+SI mod 256
交换SI和SJ
t=SI+SJ mod 256
z=St .

C++实现

加密函数为char* RC4(char* C,char* key)（解密只需再做一次RC4加密）
另外还有两个辅助函数void char_2_Hex(char* Char, char* Hex) void Hex_2_char(char*Hex, char* Char)用于将char型字符串与16进制（以字符串保存）互转

#include <iostream>
#include <string.h>
using namespace std;//char -> 16
void char_2_Hex(char* Char, char* Hex)
{int length = strlen(Char);for (size_t i = 0; i < length; i++){int tmp = int(Char[i]);if(Char[i] < 0)tmp = (-1) * Char[i] + 128;int high = tmp / 16;int low = tmp % 16;char HIHG;char LOW;if(high >= 10)HIHG = char(high - 10 + 65);elseHIHG = char(high + 48);if(low >= 10)LOW = char(low - 10 + 65);elseLOW = char(low + 48);Hex[2*i] = HIHG;Hex[2*i+1] = LOW;}
}//16 -> char
void Hex_2_char(char*Hex, char* Char)
{int length = strlen(Hex) / 2;for (size_t i = 0; i < length; i++){int high;int low;if(int(Hex[2*i])>=65)high = int(Hex[2*i] - 65 + 10);elsehigh = int(Hex[2*i]- 48);if(int(Hex[2*i+1])>=65)low = int(Hex[2*i+1] - 65 + 10);elselow = int(Hex[2*i+1] - 48);Char[i] = char(high*16 + low);}
}char* RC4(char* C,char* key)
{int S[256];int T[256];int  count = 0;
count = strlen(key);for(int i = 0; i < 256; i++){S[i] = i;int tmp = i % count;T[i] = key[tmp];}int j = 0;for(int  i = 0; i < 256; i++){j = (j + S[i] + T[i]) % 256;int tmp;tmp = S[j];S[j] = S[i];S[i] = tmp;}int length = 0;length = strlen(C);int i,j;i=0,j=0;for(int p = 0; p < length; p++){i = (i + 1) % 256;j = (j + S[i]) % 256;int tmp;tmp = S[j];S[j] = S[i];S[i] = tmp;int k = S[(S[i] + S[j]) % 256];C[p]=C[p]^k;}return C;
}int main()
{char A[1000] = "aaaaaaaaaaa;cout << "C =" << A <<endl;char key[256] = "abcde";cout << "key = " << key <<endl;size_t  count = 0;count = strlen(A);char* B = RC4(A,key);char* M = new char[2*count]; char_2_Hex(B,M);cout<<"M = " << M<<endl;char* C = RC4(B,key);cout <<"C' =  "<<C<<endl;system("pause");return 0;
}