RC4加密java

Question

嗨，我正在努力用Java实现RC4算法。我发现这个代码是帮助我理解这个想法的一个例子：

public class RC4 {
  private int[] S = new int[256];
  private int[] T = new int[256];
  private int keylen;

  public RC4(byte[] key) throws Exception {
    if (key.length < 1 || key.length > 256) {
      throw new Exception("key must be between 1 and 256 bytes");
    } else {
      keylen = key.length;
      for (int i = 0; i < 256; i++) {
        S[i] = i;
        T[i] = key[i % keylen];
      }
      int j = 0;
      for (int i = 0; i < 256; i++) {
        j = (j + S[i] + T[i]) % 256;
        S[i] ^= S[j];
        S[j] ^= S[i];
        S[i] ^= S[j];
      }
    }
  }

  public int[] encrypt(int[] plaintext) {
    int[] ciphertext = new int[plaintext.length];
    int i = 0, j = 0, k, t;
    for (int counter = 0; counter < plaintext.length; counter++) {
      i = (i + 1) % 256;
      j = (j + S[i]) % 256;
      S[i] ^= S[j];
      S[j] ^= S[i];
      S[i] ^= S[j];
      t = (S[i] + S[j]) % 256;
      k = S[t];
      ciphertext[counter] = plaintext[counter] ^ k;
    }
    return ciphertext;
  }

  public int[] decrypt(int[] ciphertext) {
    return encrypt(ciphertext);
  }
}

我没有什么问题：

1. 为什么纯文本在上面的代码中是一个int数组？
2. 当我测试这段代码时，我得到了奇怪的结果，有人能给我解释一下吗？下面是我要测试的代码： 公共类RC4_Main { public静态void ( String args[])抛出异常{String关键字= "hello"；byte[] keytest = keyword.getBytes()；// int[]关键字为字节int[] text = {1、2、3、4、5}；// text as 12345 RC4 rc4 =新RC4(keytest)；System.out.print(“\n原始文本：")；for (int i= 0；i< text.length；i++) { System.out.print(texti)；} int[]密码=rc4.Encrypt(文本)；//加密System.out.print(“\n密码：")；for (int i= 0；i< cipher.length；i++) {System.out.print(密码)；} int[] backtext =rc4.Declt(密码)；//解密System.out.print(“\n回文本：")；for (int i= 0；i< backtext.length；i++) { System.out.print(backtexti)；} System.out.println()；}

结果是：(原文和回文本不一样)为什么？

original text: 12345
cipher: 1483188254174
back to text: 391501310217

Answer 1

有几件事需要注意：

• 当需要无符号字节(例如索引)时，Java并不容易使用；
• 如果您在S和T中创建了一个状态，那么当您使用相同的实例解密时，您应该注意到这些值发生了变化；
• 上面的代码不是很有效率的内存，您可以轻松地重写它来获取字节数组；
• 要使用字符串，在将参数重构为byte[]之后，首先需要使用字符编码，例如使用String.getBytes(Charset charset)(http://docs.oracle.com/javase/6/docs/api/java/lang/String.html#getBytes(java.nio.charset.Charset%29)；

为了让生活更简单，并在深夜进行一些有趣的黑客攻击，我改进了您的代码，并使用零d输出字节数组对rfc6229中的单个向量进行了测试。

更新:正如micahk在下面指出的那样，使用的邪恶的C XOR交换阻止了该代码加密Java中输入的最后字节。使用常规的旧掉期来修复它。

警告：下面的代码应该被视为编码练习。请使用经过良好审核的库来执行RC4 (或Ron的代码4、ARC4等)，而不是下面的代码片段。在你的申请中。这意味着使用Cipher.getInstance("RC4");或ARC4类。

public class RC4 {
    private final byte[] S = new byte[256];
    private final byte[] T = new byte[256];
    private final int keylen;

    public RC4(final byte[] key) {
        if (key.length < 1 || key.length > 256) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "key must be between 1 and 256 bytes");
        } else {
            keylen = key.length;
            for (int i = 0; i < 256; i++) {
                S[i] = (byte) i;
                T[i] = key[i % keylen];
            }
            int j = 0;
            byte tmp;
            for (int i = 0; i < 256; i++) {
                j = (j + S[i] + T[i]) & 0xFF;
                tmp = S[j];
                S[j] = S[i];
                S[i] = tmp;
            }
        }
    }

    public byte[] encrypt(final byte[] plaintext) {
        final byte[] ciphertext = new byte[plaintext.length];
        int i = 0, j = 0, k, t;
        byte tmp;
        for (int counter = 0; counter < plaintext.length; counter++) {
            i = (i + 1) & 0xFF;
            j = (j + S[i]) & 0xFF;
            tmp = S[j];
            S[j] = S[i];
            S[i] = tmp;
            t = (S[i] + S[j]) & 0xFF;
            k = S[t];
            ciphertext[counter] = (byte) (plaintext[counter] ^ k);
        }
        return ciphertext;
    }

    public byte[] decrypt(final byte[] ciphertext) {
        return encrypt(ciphertext);
    }
}

编码愉快。

Answer 2

由于使用xor-交换技术，Java代码有一个错误：

        S[i] ^= S[j];
        S[j] ^= S[i];
        S[i] ^= S[j];

而不是这样，您需要使用一个临时变量，如下所示。我还没有深入探究为什么xor交换的结果不像预期的那样，但是我有解密错误，这些错误都是通过简单的直接交换解决的。我怀疑这是为了执行xor操作而从字节到int的隐式转换的一个微妙的副作用。

public class RC4 {
    private final byte[] S = new byte[256];
    private final byte[] T = new byte[256];
    private final int keylen;

    public RC4(final byte[] key) {
        if (key.length < 1 || key.length > 256) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "key must be between 1 and 256 bytes");
        } else {
            keylen = key.length;
            for (int i = 0; i < 256; i++) {
                S[i] = (byte) i;
                T[i] = key[i % keylen];
            }
            int j = 0;
            for (int i = 0; i < 256; i++) {
                j = (j + S[i] + T[i]) & 0xFF;
                byte temp = S[i];
                S[i] = S[j];
                S[j] = temp;
            }
        }
    }

    public byte[] encrypt(final byte[] plaintext) {
        final byte[] ciphertext = new byte[plaintext.length];
        int i = 0, j = 0, k, t;
        for (int counter = 0; counter < plaintext.length; counter++) {
            i = (i + 1) & 0xFF;
            j = (j + S[i]) & 0xFF;
            byte temp = S[i];
            S[i] = S[j];
            S[j] = temp;
            t = (S[i] + S[j]) & 0xFF;
            k = S[t];
            ciphertext[counter] = (byte) (plaintext[counter] ^ k);
        }
        return ciphertext;
    }

    public byte[] decrypt(final byte[] ciphertext) {
        return encrypt(ciphertext);
    }
}

Answer 3

您的整数数组S和T尚未构造。因此，一旦尝试使用NullPointerException，就会得到它们。

看看其余的代码，我猜它们应该是256项数组：

private int[] S = new int[256];
private int[] T = new int[256];