RC4算法的原理很简单，包括初始化算法（KSA）和伪随机子密码生成算法（PRGA)两大部分。

假设S-box的长度为256，密钥长度为Len。

 

 

算法的初始化部分（用C代码表示）：

其中，参数1是一个256长度的char型数组，定义为: unsigned char sBox[256];

参数2是密钥，其内容可以随便定义：char key[256];

参数3是密钥的长度，Len = strlen(key);

 

/*初始化函数*/
void rc4_init(unsigned char*s,unsigned char*key, unsigned long Len)
{
    int i=0,j=0;
    //char k[256]={0};
    unsigned char k[256]={0};
    unsigned char tmp=0;
    for(i=0;i<256;i++) {
        s[i]=i;
        k[i]=key[i%Len];
    }
    for(i=0;i<256;i++) {
        j=(j+s[i]+k[i])%256;
        tmp=s[i];
        s[i]=s[j];//交换s[i]和s[j]
        s[j]=tmp;
    }
}

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，将S-box和明文进行xor运算，得到密文，解密过程也完全相同。

 

 

算法的加密（解密）部分（用C代码表示）：

其中，参数1是上边rc4_init函数中，被搅乱的S-box;

参数2是需要加密的数据data;

参数3是data的长度.

/*加解密*/
void rc4_crypt(unsigned char*s,unsigned char*Data,unsigned long Len)
{
    int i=0,j=0,t=0;
    unsigned long k=0;
    unsigned char tmp;
    for(k=0;k<Len;k++)
    {
        i=(i+1)%256;
        j=(j+s[i])%256;
        tmp=s[i];
        s[i]=s[j];//交换s[x]和s[y]
        s[j]=tmp;
        t=(s[i]+s[j])%256;
        Data[k]^=s[t];
    }
}

 

main():

int main()
{
unsigned char s[256]={0},s2[256]={0};//S-box
char key[256]={"justfortest"};
char pData[512]="这是一个用来加密的数据Data";
unsigned long len=strlen(pData);
int i;
 
printf("pData=%s\n",pData);
printf("key=%s,length=%d\n\n",key,strlen(key));
rc4_init(s,(unsigned char*)key,strlen(key));//已经完成了初始化
printf("完成对S[i]的初始化，如下：\n\n");
for(i=0;i<256;i++)
{
    printf("%02X",s[i]);
    if(i&&(i+1)%16==0)putchar('\n');
}
printf("\n\n");
for(i=0;i<256;i++)//用s2[i]暂时保留经过初始化的s[i]，很重要的！！！
{
    s2[i]=s[i];
}
printf("已经初始化，现在加密:\n\n");
rc4_crypt(s,(unsigned char*)pData,len);//加密
printf("pData=%s\n\n",pData);
printf("已经加密，现在解密:\n\n");
//rc4_init(s,(unsigned char*)key,strlen(key));//初始化密钥
rc4_crypt(s2,(unsigned char*)pData,len);//解密
printf("pData=%s\n\n",pData);
return0;
}

 

 

以下是完整程序：

//程序开始
#include<stdio.h>
#include<string.h>
typedef unsigned longULONG;
 
/*初始化函数*/
void rc4_init(unsigned char*s, unsigned char*key, unsigned long Len)
{
    int i = 0, j = 0;
    char k[256] = { 0 };
    unsigned char tmp = 0;
    for (i = 0; i<256; i++)
    {
        s[i] = i;
        k[i] = key[i%Len];
    }
    for (i = 0; i<256; i++)
    {
        j = (j + s[i] + k[i]) % 256;
        tmp = s[i];
        s[i] = s[j];//交换s[i]和s[j]
        s[j] = tmp;
    }
}
 
/*加解密*/
void rc4_crypt(unsigned char*s, unsigned char*Data, unsigned long Len)
{
    int i = 0, j = 0, t = 0;
    unsigned long k = 0;
    unsigned char tmp;
    for (k = 0; k<Len; k++)
    {
        i = (i + 1) % 256;
        j = (j + s[i]) % 256;
        tmp = s[i];
        s[i] = s[j];//交换s[x]和s[y]
        s[j] = tmp;
        t = (s[i] + s[j]) % 256;
        Data[k] ^= s[t];
    }
}
 
int main()
{
    unsigned char s[256] = { 0 }, s2[256] = { 0 };//S-box
    char key[256] = { "justfortest" };
    char pData[512] = "这是一个用来加密的数据Data";
    unsigned long len = strlen(pData);
    int i;
 
    printf("pData=%s\n", pData);
    printf("key=%s,length=%d\n\n", key, strlen(key));
    rc4_init(s, (unsigned char*)key, strlen(key));//已经完成了初始化
    printf("完成对S[i]的初始化，如下：\n\n");
    for (i = 0; i<256; i++)
    {
        printf("%02X", s[i]);
        if (i && (i + 1) % 16 == 0)putchar('\n');
    }
    printf("\n\n");
    for (i = 0; i<256; i++)//用s2[i]暂时保留经过初始化的s[i]，很重要的！！！
    {
        s2[i] = s[i];
    }
    printf("已经初始化，现在加密:\n\n");
    rc4_crypt(s, (unsigned char*)pData, len);//加密
    printf("pData=%s\n\n", pData);
    printf("已经加密，现在解密:\n\n");
    //rc4_init(s,(unsignedchar*)key,strlen(key));//初始化密钥
    rc4_crypt(s2, (unsigned char*)pData, len);//解密
    printf("pData=%s\n\n", pData);
    return 0;
}
 
//程序完

 

 

此算法是基于流密码原理的对称加密法，虽然已经被证实非绝对安全性，但有利于新手入门时对C语言算法的密码学实践进行练习。

（毕竟第二章就是流密码，第一章的古典密码太简单，写出来也没啥意义）

代码跟着敲了一遍，虽然“秘钥序列出现重复密文可能被破解”是开卷答案，但是留个坑在这，以后我得自己推出来。