RC4加密算法是大名鼎鼎的RSA三人组中的头号人物Ron Rivest在1987年设计的密钥长度可变的流加密算法簇, RC4是目前应用最广泛的流加密算法,应用在安全套接字层(SSL)(用来保护网络上传输的数据)和WEP(无线网络数据保护)上。
RC4算法的原理很简单,包括初始化算法和伪随机子密码生成算法两大部分。假设S-box长度和密钥长度均为为n。先来看看算法的初始化部分(用类C伪代码表示):
for (i=0; i s[i]=i;
j=0;
for (i=0; i {
j=(j+s[i]+k[i])%256;
swap(s[i], s[j]);
}
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,并且,该序列是随机的:
i=j=0;
while (明文未结束)
{
++i%=n;
j=(j+s[i])%n;
swap(s[i], s[j]);
sub_k=s((s[i]+s[j])%n);
}
得到的子密码sub_k用以和明文进行xor运算,得到密文,解密过程也完全相同。
由于RC4算法加密是采用的xor,所以,一旦子密钥序列出现了重复,密文就有可能被破解。关于如何破解xor加密,请参看Bruce Schneier的Applied Cryptography一书的1.4节Simple XOR,在此我就不细说了。
那么,RC4算法生成的子密钥序列是否会出现重复呢?经过测试,存在部分弱密钥,使得子密钥序列在不到100万字节内就发生了完全的重复,如果是部分重复,则可能在不到10万字节内就能发生重复,因此,推荐在使用RC4算法时,必须对加密密钥进行测试,判断其是否为弱密钥。
而且,根据目前的分析结果,没有任何的分析对于密钥长度达到128位的RC4有效,所以,RC4是目前最安全的加密算法之一!呵呵。虽然这么说,但是,网络上永远没有绝对的安全。
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