基本概念
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密钥流:RC4 算法的关键是根据明文和密钥生成相应的密钥流,密钥流的长度和明文的长度是对应的,也就是说明文的长度是 500 字节,那么密钥流也是 500 字节。当然,加密生成的密文也是 500 字节,因为密文第 i 字节 = 明文第 i 字节 ^ 密钥流第 i 字节;
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状态向量 S:长度为 256Byte,S[0],S[1]…S[255]。每个单元都是一个 Byte,算法运行的任何时候,S 都包括 0-255 的 8Bit 的排列组合,只不过值的位置发生了变换;
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临时向量 T:长度也为 256Byte,每个单元也是一个 Byte。如果密钥的长度是 256Byte,就直接把密钥的值赋给 T,否则,轮转地将密钥的每个 Byte 赋给 T;
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密钥 K:长度为 1-256Byte,注意密钥的长度(keylen)与明文长度、密钥流的长度没有必然关系,通常密钥的长度为 16Byte(128Bit)。
原理
1、先初始化状态向量S(256个字节,用来作为密钥流生成的种子1)
按照升序,给每个字节赋值0,1,2,3,4,5,6.....,254,255
2、初始密钥(由用户输入),长度任意
如果输入长度小于256个字节,则进行轮转,直到填满
例如输入密钥的是1,2,3,4,5 , 那么填入的是1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5........
由上述轮转过程得到256个字节的向量T(用来作为密钥流生成的种子2)
3、开始对状态向量S进行置换操作(用来打乱初始种子1)
按照下列规则进行
从第零个字节开始,执行256次,保证每个字节都得到处理
j = 0;
for (i = 0 ; i < 256 ; i++){
j = (j + S[i] + T[i]) mod 256;
swap(S[i] , S[j]);
}
这样处理后的状态向量S几乎是带有一定的随机性了
4、最后是秘钥流的生成与加密,很多人在这里不是特别理解,别的博客也没有写的很简洁明了
假设我的明文字节数是datalength=1024个字节(当然可以是任意个字节)
i=0;
j=0;
while(datalength--){//相当于执行1024次,这样生成的秘钥流也是1024个字节
i = (i + 1) mod 256;
j = (j + S[i]) mod 256;
swap(S[i] , S[j]);
t = (S[i] + S[j]) mod 256;
k = S[t];这里的K就是当前生成的一个秘钥流中的一位
//可以直接在这里进行加密,当然也可以将密钥流保存在数组中,最后进行异或就ok
data[]=data[]^k; //进行加密,"^"是异或运算符
}
TEA算法
核心代码
主题逻辑在于异或
#include <stdio.h>标签:字节,密钥流,RC4,TEA,v0,v1,256,uint32 From: https://www.cnblogs.com/fallrain/p/17094097.html
#include <stdint.h>
void encrypt (uint32_t* v, uint32_t* k) {
uint32_t sum = 0; // 注意sum也是32位无符号整型
uint32_t v0 = v[0], v1 = v[1];
uint32_t delta = 0x9e3779b9;
uint32_t k0 = k[0], k1 = k[1], k2 = k[2], k3 = k[3];
for (int i=0; i<32; i++) {
sum += delta;
v0 += ((v1<<4) + k0) ^ (v1 + sum) ^ ((v1>>5) + k1);
v1 += ((v0<<4) + k2) ^ (v0 + sum) ^ ((v0>>5) + k3);
}
v[0]=v0;
v[1]=v1;
}
void decrypt (uint32_t* v, uint32_t* k) {
uint32_t v0 = v[0], v1 = v[1];
uint32_t delta = 0x9e3779b9;
uint32_t sum = delta * 32;
uint32_t k0 = k[0], k1 = k[1], k2 = k[2], k3 = k[3];
for (int i=0; i<32; i++) {
v1 -= ((v0<<4) + k2) ^ (v0 + sum) ^ ((v0>>5) + k3);
v0 -= ((v1<<4) + k0) ^ (v1 + sum) ^ ((v1>>5) + k1);
sum -= delta;
}
v[0]=v0;
v[1]=v1;
}
int main()
{
uint32_t v[2] = {0x12345678, 0x78563412};
uint32_t k[4]= {0x1, 0x2, 0x3, 0x4};
printf("Data is : %x %x\n", v[0], v[1]);
encrypt(v, k);
printf("Encrypted data is : %x %x\n", v[0], v[1]);
decrypt(v, k);
printf("Decrypted data is : %x %x\n", v[0], v[1]);
return 0;
}
/*
Data is : 12345678 78563412
Encrypted data is : 9a65a69a 67ed00f6
Decrypted data is : 12345678 78563412
*/