Краткое описание алгоритма RC4.

Ядро алгоритма состоит из функции генерации ключевого потока. Эта функция генерирует последовательность битов ( ), которая затем объединяется с открытым текстом ( ) посредством суммирования по модулю два. Так получается шифрограмма ( ):

.

Расшифровка заключается в регенерации этого ключевого потока ( ) и сложении его и шифрограммы ( ) по модулю два. В силу свойств суммирования по модулю два на выходе мы получим исходный незашифрованный текст( ):

Другая главная часть алгоритма — функция инициализации, которая использует ключ переменной длины для создания начального состояния генератора ключевого потока.

RC4 — фактически класс алгоритмов, определяемых размером его блока. Этот параметр n является размером слова для алгоритма. Обычно, n = 8, но в целях анализа можно уменьшить его. Однако для повышения безопасности необходимо увеличить эту величину. Внутреннее состояние RC4 представляется в виде массива слов размером 2ⁿ и двух счетчиков, каждый размером в одно слово. Массив известен как S-бокс, и далее будет обозначаться как S. Он всегда содержит перестановку 2ⁿ возможных значений слова. Два счетчика обозначены через i и j.

Алгоритм инициализации RC4 приведен ниже. Этот алгоритм также называется алгоритмом ключевого расписания (англ. Key-Scheduling Algorithm or KSA). Этот алгоритм использует ключ, сохраненный в Key, и имеющий длину L байт. Инициализация начинается с заполнения массива S, далее этот массив перемешивается путем перестановок, определяемых ключом. Так как только одно действие выполняется над S, то должно выполняться утверждение, что Sвсегда содержит все значения кодового слова.

Генератор ключевого потока RC4 переставляет значения, хранящиеся в S, и каждый раз выбирает различное значение из S в качестве результата. В одном цикле RC4 определяется одно n-битное слово K из ключевого потока, которое в последующем суммируется с исходным текстом для получения зашифрованного текста. Эта часть алгоритма называется генератором псевдослучайной последовательности (англ. Pseudo-Random Generation Algorithmor PRGA).

Рис 2.1- Генератор ключевого потока RC4

Реализация алгоритма RC4.

Описание основных функций и переменных.

#include<iostream>

#include<cstring>

using namespace std;

void crypt(char cipher[]);

int main()

{

cout<<"--------RC4---------"<<endl;

char choose1,choose2;

do{

int s[256],t[256];

char k[256];

char plaintext[1024],ciphertext[1024];

cout<<"Enter key:";

cin>>k; //считать ключ

for(int i=0;i<256;i++) //инициализация ключевого массива

{

s[i]=i;

t[i]=k[i%strlen(k)]; //strlen(k)- длинна строки k

}

int j=0;

for(int i=0;i<256;i++) //создание ключа

{

int temp;

j=(j+s[i]+t[i])%256;

temp=s[i];

s[i]=s[j];

s[j]=temp;

}

cout<<"\nEnter plaintext:"<<endl;

cin>>plaintext; //считать текст, который требуется зашифровать

int m,n,key[256],q;

m=n=0;

int i;

cout<<"\nciphertext:"<<endl;

for(i=0;i<strlen(plaintext);i++)//шифруем

{

int temp;

m=(m+1)% 256;

n=(n+s[n])% 256;

temp=s[m];

s[m]=s[n];

s[n]=temp;

q=(s[m]+s[n])%256;

key[i]=s[q];

ciphertext[i]=plaintext[i]^key[i];

cout<<ciphertext[i];

}

ciphertext[i]='\0';

cout<<endl;

cout<<"\ndecrypt (y/n)";

cin>>choose2;

while(choose2=='y'||choose2=='Y')

{

crypt(ciphertext);//вызываем функцию, для дешифрования

choose2='n';

}

cout<<endl;

cout<<"\nrepeat encryption?(y/n)";

cin>>choose1;

}while(choose1=='y'||choose1=='Y');

cout<<"\n______________________EXID_________________________"<<endl<<endl;

system("pause");

}

void crypt(char cipher[])

{

int s[256],t[256];

char k[256];

char plaintext[1024];

cout<<"\nEnter key:";

cin>>k;

for(int i=0;i<256;i++)

{

s[i]=i;

t[i]=k[i%strlen(k)];

}

int j=0;

for(int i=0;i<256;i++)

{

int temp;

j=(j+s[i]+t[i])%256;

temp=s[i];

s[i]=s[j];

s[j]=temp;

}

int m,n,key[256],q;

m=n=0;

int i;

cout<<"\ndecriptet text"<<endl;

for(i=0;i<strlen(cipher);i++)

{

int temp;

m=(m+1)% 256;

n=(n+s[n])% 256;

temp=s[m];

s[m]=s[n];

s[n]=temp;

q=(s[m]+s[n])%256;

key[i]=s[q];

plaintext[i]=cipher[i]^key[i];

cout<<plaintext[i];

}

cout<<endl;

}

Результаты выполнения программы.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: