RC4加密Java

Question

嗨，我正在尝试用Java实现RC4算法。我找到了以下代码作为示例，可以帮助我理解这个想法：

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);
  }
}

我有几个问题：

1. 为什么纯文本int在上面的代码中是数组？

2. 当我测试此代码时，我得到奇怪的结果，有人可以向我解释吗？这里是我的代码要测试：

   public class RC4_Main {
   
   public static void main(String args[]) throws Exception {
       String keyword = "hello";
       byte[] keytest = keyword.getBytes(); //convert keyword to byte
   
       int[] text = {1, 2, 3, 4, 5}; // text as 12345
   
       RC4 rc4 = new RC4(keytest);
   
       System.out.print("\noriginal text: ");
       for (int i = 0; i < text.length; i++) {          
           System.out.print(text[i]);          
       }
   
       int[] cipher = rc4.encrypt(text); //encryption      
       System.out.print("\ncipher: ");
       for (int i = 0; i < cipher.length; i++) {          
           System.out.print(cipher[i]);          
       }
   
       int[] backtext = rc4.decrypt(cipher); //decryption
       System.out.print("\nback to text: ");
       for (int i = 0; i < backtext.length; i++) {          
           System.out.print(backtext[i]);            
       } 
       System.out.println();
   }
   

   }

结果如下：（原始和返回文本不完全相同）为什么？？？

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

Answer 1

有几件事要注意：

• 当您需要无符号字节（例如用于索引）时，Java并不是很容易使用。
• 如果您在S和中创建了状态T，那么您应该真正注意到这些值会发生变化，当您 使用相同的实例进行 解密时 ， 会采用用于加密的状态；
• 上面的代码在内存方面不是很有效，您可以轻松地重写它以获取字节数组。
• 要使用字符串，将参数重构为后byte[]，首先需要首先使用字符编码，例如使用String.getBytes(Charset charset)；

为了使生活更轻松，并有一些有趣的深夜黑客，我改进了您的代码，并使用零进位字节数组对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，使用了邪恶的C XOR交换，阻止了此代码对Java中输入的最后字节进行加密。使用常规的旧交换程序可以解决此问题。

警告
：以下代码应被视为编码练习。请使用经过严格审查的库，而不是下面的代码片段，以在您的应用程序中执行RC4（或Ron的代码4，ARC4等）。这意味着Cipher.getInstance("RC4");在Bouncy
Castle中使用或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);
    }
}

快乐的编码。