RC4加密功能

Question

我正在尝试创建一个R函数，它将接受种子和密钥长度来生成RC4密钥流。

以下是我到目前为止所掌握的：

  library(numbers)
    library(seqinr)
    library(compositions)

    rc4_genkey <- function(seed,keylength){
      keystream <- vector(mode="integer", length=keylength)

# initialized S vector
      s <- vector(mode="integer", length=255)
      for(i in 1:255){
      s[i + 1] = i+1
      }

# initialize k vector with seed
      key <- utf8ToInt(seed)
      n <- length(key)
      k <- vector(mode="integer", length=256)
      for (i in 1:255){
      k[i + 1] = key[mod(i+1, n)+1]
      }

# Rc4 algorithm randomize 2 with 256 iterations
      for (i in 1:255){
      j <- (mod(j + s[i+1] + k[i+1], 256))
      swap(s[i + 1], s[j])
      }

# generate keystream of keystream length   
    for(i in 0:length(keystream)){
      i <- mod((i + 1),256)
      j <-  mod((j + s[i]), 256)
      swap(s[i+1],s[j+1])
      t <- mod((s[i] + s[j]),256)
      k[i] <-  s[t]
      keystream[i] <- k[i]
    }
    }

Now every time I run the function, it keeps telling me 
"s[i + 1] <- s[j + 1] : replacement has length zero"

希望能得到一些帮助来解决这个问题，以便运行正确的rc4加密

Answer 1

我认为您在这里犯了很多错误: rc4是一个对称密码，所以您的rc4函数应该接受消息和密钥(而不是密钥长度)，并返回一个字节流。

我猜您已经尝试将这个函数从低级的零索引语言转换为R。例如，您创建的状态向量s (在rc4中应该从0到255开始)应该是s <- 0:255的，而不是用循环编写的。

我之前写了一个rc4的C++实现，所以我在这里为你把它翻译成R。

如果结果中有非Ascii元素，此函数将返回一个原始向量，否则返回一个字符串，因此在大多数情况下，加密的消息将是原始格式，而未加密的消息将是字符串。不过，将其修改为只接受和返回原始向量是非常容易的。

rc4 <- function(message, key)
{
  if(is.raw(message)) message <- as.integer(message)
  if(is.character(message)) message <- utf8ToInt(message)  
  key            <- utf8ToInt(key)
  key_length     <- length(key)
  message_length <- length(message)
  s              <- 0:255
  a <- b <- x <- y <- 0 

  if(key_length == 0) stop("No key given")
  if(message_length == 0) return("")

  for (i in seq_along(s))
  {
    b <- (key[a + 1] + s[i] + b) %% 256
    tmp <- s[i]
    s[i] <- s[b + 1]
    s[b + 1] <- tmp
    a <- (a + 1) %% key_length;
  }

  for (k in seq(message_length))
  {
    x1 <- x <- (x + 1) %% 256
    y1 <- y <- (s[x + 1] + y) %% 256
    tmp <- s[x1]
    s[x1] <- s[y1]
    tmp <- s[y1]
    message[k] = bitwXor(message[k], s[(s[x1 + 1] + s[y1 + 1]) %% 256]);
  }
  if(any(message < 9 | message > 127)) return(as.raw(message))
  return(intToUtf8(message))
}

因此，让我们看看它是否有效：

encrypted_message <- rc4("hello", "world")
encrypted_message
#> [1] b7 31 74 99 98

对于相同的密钥，它应该是可逆的：

rc4(encrypted_message, "world")
#> [1] "hello"