RC4实现

Question

我正在使用RC4加密算法在C#中的以下实现

/// <summary>
/// RC4 encryption algorithm
/// </summary>
/// <param name="bytes">Input bytes</param>
/// <param name="key">Key bytes</param>
/// <returns>encrypted bytes</returns>
public static byte[] Encrypt(byte[] bytes, byte[] key)
{
    byte[] z = new byte[bytes.Length];
    byte[] s = new byte[256];
    byte[] k = new byte[256];
    byte temp;
    int i, j;

    for (i = 0; i < 256; i++)
    {
        s[i] = (byte)i;
        k[i] = key[i % key.GetLength(0)];
    }

    j = 0;
    for (i = 0; i < 256; i++)
    {
        j = (j + s[i] + k[i]) % 256;
        temp = s[i];
        s[i] = s[j];
        s[j] = temp;
    }

    i = j = 0;
    for (int x = 0; x < z.GetLength(0); x++)
    {
        i = (i + 1) % 256;
        j = (j + s[i]) % 256;
        temp = s[i];
        s[i] = s[j];
        s[j] = temp;
        int t = (s[i] + s[j]) % 256;
        z[x] = (byte)(bytes[x] ^ s[t]);
    }
    return z;
}

是否有可能进一步优化我的实现，最终使用不安全的代码，特别是对于变量交换？我希望得到一些建设性的批评。

Answer 1

公共静态byte[]加密( byte[]字节，byte[]密钥)

bytes没有告诉我任何我还不知道的东西。plaintext会告诉我这个变量的含义。

byte[] z = new byte[bytes.Length];

类似地，这将更有用地命名为ciphertext。

byte[] s = new byte[256]; byte[] k = new byte[256]; byte temp; int i, j;

重用temp、i和j而不是仅仅在每个作用域中重新声明它们有什么好处？重新声明它们的好处是，它们是新变量的透明度更高。

for (i = 0; i < 256; i++) { ... k[i] = key[i % key.GetLength(0)]; } ... for (i = 0; i < 256; i++) { j = (j + s[i] + k[i]) % 256; ... }

k被精确地使用了一次，并且在一个与初始化它的循环相同的循环中。IMO将简化事情，以消除中间商，只需在第二个循环中使用key[i % key.Length]。

j = (j + s[i] + k[i]) % 256; i = (i + 1) % 256; j = (j + s[i]) % 256; ... int t = (s[i] + s[j]) % 256;

这是一个巨大的优化机会。用% 256替换& 255可以使我用一个大的明文减少25%的执行时间。

for (int x = 0; x < z.GetLength(0); x++)

一开始我忽略了这一点:因为它是一个一维数组，所以您可以使用Length而不是GetLength(0)。这进一步大大加快了速度。

不过，我必须说，代码非常简单，已经非常快了。我的测试用例是512 My的明文，时间从10.2秒下降到5.4秒。