javarc4算法
曾经实验室的带动，加上最近在上网络安全与管理的专业选修课，对加密算法有了浓厚的兴趣。老师留了一次作业，用自己的学号为密钥，加密一句话，使用RC4加密算法。
图书馆查找资料，发现RC4算法还是比较容易理解的。于是动手实现出来。不多说废话，还是贴代码吧。我写的注释还算清楚。
先贴一个含main函数的核心算法类，有测试，可以看看最后输出了什么^.^
import java.io.UnsupportedEncodingException;
public class Arithmetic {
public static void swap(int x,int y){
int temp;
temp=x;
x=y;
y=temp;
}
public static void main(String[] args) throws UnsupportedEncodingException {
// 密钥（我的学号）
byte K[]={0,6,1,6,1,0,0,4};
int S[]=new int[256];//状态矢量S
int T[]=new int[256];//临时矢量T
// 初始化状态矢量S,同时生成临时矢量T
for(int i=0;i<256;i++){
S[i]= i;
T[i]=K[i%K.length];
}
//用T使S置换
{
int j=0;
for(int i=0;i<256;i++){
j=(j+(int)S[i]+(int)T[i])%256;
swap(S[i],S[j]);
}
}
int i = 0,j=0;
boolean tt=true;
int c=0;
int t;
byte k;//密钥流的当前字节
byte C[]="套范续".getBytes();
System.out.println(C[3]);
byte P[]=new byte[C.length];
while(c<6){
i=(i+1)%256;
j=(j+S[i])%256;
swap(S[i],S[j]);
t=((S[i]+S[j])%256);
k=(byte) S[t];
// C[c]=(byte) (k^P[c]);
// System.out.print(C[c]+" ");
P[c]=(byte) (k^C[c]);
System.out.print(P[c]+" ");
c++;
}
System.out.println(new String(P,"GBK"));
// byte rr[]={65};
// System.out.println(new String(rr));
}
}
再来贴一下以界面展示的代码，比较长。用的就是普通的jsp+servlet。
核心类：
public class RC4 {
// 密钥（我的学号）
byte K[]={0,6,1,6,1,0,0,4};
void swap(int x,int y){
int temp;
temp=x;
x=y;
y=temp;
}
public String encrypt(String plaintext){
String ciphertext=new String();
int S[]=new int[256];//状态矢量S
int T[]=new int[256];//临时矢量T
// 初始化状态矢量S,同时生成临时矢量T
for(int i=0;i<256;i++){
S[i]= i;
T[i]=K[i%K.length];
}
//用T使S置换
{
int j=0;
for(int i=0;i<256;i++){
j=(j+(int)S[i]+(int)T[i])%256;
swap(S[i],S[j]);
}
}
int i = 0,j=0;
int c=0;
int t;
byte k;//密钥流的当前字节
byte P[]=plaintext.getBytes();
byte C[]=new byte[P.length];
while(c<P.length){
i=(i+1)%256;
j=(j+S[i])%256;
swap(S[i],S[j]);
t=((S[i]+S[j])%256);
k=(byte) S[t];
C[c]=(byte) (k^P[c]);
System.out.print(C[c]+" ");
c++;
}
System.out.println(new String(C));
ciphertext=new String(C);
return ciphertext;
}
}
页面：
home.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*,core.ChangeCharset" pageEncoding="GBK"%>
<%
String path = request.getContextPath();
String basePath = request.getScheme()+"://"+request.getServerName()+":"+request.getServerPort()+path+"/";
%>
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN">
<html>
<head>
<base href="<%=basePath%>">
<title>My JSP 'home.jsp' starting page</title>
<meta http-equiv="pragma" content="no-cache">
<meta http-equiv="cache-control" content="no-cache">
<meta http-equiv="expires" content="0">
<meta http-equiv="keywords" content="keyword1,keyword2,keyword3">
<meta http-equiv="description" content="This is my page">
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="styles.css">
<script type="text/javascript">
function doencrypt(){
document.form1.domethod.value="encrypt";
document.form1.submit();
}
function dodecipher(){
document.form1.domethod.value="decipher";
document.form1.submit();
}
</script>
</head>
<body>
<%@ include file="header.jsp" %>
<div id="show" >
<form name="form1" method="post" action="Manage">
<input type="hidden" name="domethod" />
请输入一句话：<input type="text" name="plainText" />
<a href="javascript:void(0)" onclick="javascript:doencrypt();return false;">加密</a>
</br>
</br>
<%String cipher=(String)request.getAttribute("cipher");
if(cipher==null){
cipher="";
}
String plain1=(String)request.getAttribute("plain1");
if(plain1==null){
plain1="";
}
%>
所得密文：<input type="text" name="cipherText" value="<%=cipher %>" />
<a href="javascript:void(0)" onclick="javascript:dodecipher();return false;">解密</a>
</br>
</br>
所得明文：<input type="text" name="getPlain" value="<%=plain1 %>" />
</form>
</div>
<%@ include file="footer.jsp" %>
</body>
</html>
header.jsp（这个没什么意思，但还是给出来吧，给初学html的朋友一些借鉴）
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="gb2312"%>
<div id="header" align="center">
<h1>RC4加密算法测试系统</h1>
<hr>
</div>
footer.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="gb2312"%>
<div align="center">
<hr>
<table>
<tr><td>Powered by Tasu</td></tr>
<tr><td>Copyright@Tasusparty Studio 2009-2010 All rights reserved</td></tr>
</table>
</div>
styles.css(给出来省事一些，诸位看起来方便)
body{
margin:0px;
padding:0px;
background: #E6EAE9;
font-family: "Lucida Sans Unicode", "宋体", "新宋体", Arial, Verdana, serif;
color:#4f6b72;
font-size:12px;
line-height:150%;
}
#show{
margin:0px auto;
padding:0px;
width:200px;
height:400px
}
#header{
margin:30px auto;
}
处理的Servlet：
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import core.ChangeCharset;
import core.RC4;
public class Manage extends HttpServlet {
public Manage() {
super();
}
public void destroy() {
super.destroy(); // Just puts "destroy" string in log
// Put your code here
}
public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
doPost(request,response);
}
public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
request.setCharacterEncoding("GBK"); //设置输入编码格式
response.setContentType("text/html;charset=GBK"); //设置输出编码格式
String domethod=request.getParameter("domethod");
if(domethod.equals("encrypt")){
String plain=request.getParameter("plainText");
RC4 rc4=new RC4();
String cipher=rc4.encrypt(plain);
System.out.println(cipher);
request.setAttribute("cipher", cipher);
request.getRequestDispatcher("home.jsp").forward(request, response);
}
if(domethod.equals("decipher")){
String cipher=request.getParameter("cipherText");
RC4 rc4=new RC4();
String plain=rc4.encrypt(cipher);
request.setAttribute("plain1", plain);
request.getRequestDispatcher("home.jsp").forward(request, response);
}
}
public void init() throws ServletException {
// Put your code here
}
}（中网互赢 手机客户端）
② java如何读取一个加密后的.xls文件
近日来，研究了一下Excel Biff8（xls 97-2007）与OpenXML（ECMA-376）的加密文档的读取（这还是为了我们世界先进Grid而做的 ^__^）。有些成果，写在这里，希望能给要做类似功能的XD们一些参考。
如有不详，请联系：[email protected] / [email protected]
前提：
1. 加密文档：指Wookbook级的加密，就是在Save Excel文档时在General Settings中设置open password之后的文档；
2. 打开：需要用户传入密码。并非破解。但请勿将本文方法添加暴力模块使用 :-) ；
3. 本文涉及较多为，密钥计算，关于解密细节请参考微软相关文档；
使用的加密算法： RC4, SHA1, MD5, AES-128（其中RC4并不包含在所有版本的.NET Framework中，AES算法可以在.NET Framework 3.5中找到）
本文示例依赖 .NET Framework 3.5
A. Biff8 的加密文档读取
1. 通过文档中FILEPASS的record取得，文档的加密信息（关于Biff文档的格式问题，请参阅Biff的微软文档）
其中Biff8可以使用两种方法加密：Biff8标准加密算法和Biff8扩充加密算法。本文主要讨论最常用的Biff标准加密算法
2. 通过FILEPASS的结构，获得如下信息：
salt（加密随机数，16 bytes）
password verifier （密码效验器，16 bytes）
password verifier hash（密码效验器Hash，16 bytes）
3. 通过以上信息，生成解密key。并通过密码效验器，验证密码：
i. 将密码转化成unicode数组，并进行MD5 Hash；
ii. 将hash结果与salt串联，然后将byte数组，反复串联16次（336 bytes） ，然后再进行MD5 Hash；
iii. 将上步hash结果的前五位，串联上4 bytes的block值（在密码验证阶段为0，在以后解密阶段为block的index） ，然后进行MD5 Hash；
iv. 将上步hash结果的前16位，作为key
v. 使用RC4对称加密算法，将password verifier和password verifier hash分别解密，然后对password verifier的解密结果进行MD5 hash，其值应和password verifier hash的解密结果一致，即为密码正确。
vi. 之后进行逐个record的解密。excel biff8加密原则基本为，record的标示不加密，长度不加密，个别record不加密（见文档）；另外，在record解密时，还需要通过block的值重新计算解密key，block的大小为1024.
4. 详细请参照示例代码；
B. OpenXML(ECMA-376) 加密文档的读取
1. 通常来说，xlsx文件相当于一个zip文件，可以用zip程序，直接打开。而在加密后，为了安全性考虑，微软使用了 structured storage（一种OLE文档存储方式）存储（可以用7-zip或者OLE document viewer打开，windows也有相应API来操作此类结构）。在上述文档中，有一个叫做“EncryptedPackage”加密的package，就是一个zip包通过AES算法进行加密之后的结果。我们将使用和A一样的方式来检查密码，但生成key的方法不同；OpenXML的加密类型也有多种，我们这里就讨论常用的用AES-128进行加密的流程；
2. 通过文档的“EncryptedInfo”部分，需要过的一下信息（关于此部分的结构，请参考[MS-OFFCRYPTO].pdf）
salt（加密随机数，16 bytes）
password verifier （密码效验器，16 bytes）
password verifier hash（密码效验器Hash，32 bytes）
3. 通过以上信息，生成解密key。并通过密码效验器，验证密码：
i. 首先，定义一个H函数，其有两个输入，内部使用SHA1算法将两个输入串联之后的结果hash返回；
ii. 先将salt与password（password的unicode数组）进行H计算，h = H(salt, password) ；
iii.然后设iterator为0x00000000，将其转为4byte的数组，然后进行H计算，h1 = H(iterator, h);
iv.将上面的iterator递增一，然后再与h1进行H计算，h2 = H(iterator,h1)，然后将这个递增和计算过程重复50000次，最后计算过的iterator为49999即可；
v. 现在有计算结果h50000，将h50000再与0x00000000(4 byte数组)进行H计算，Hfinal = H(h50000, 0x00000000)；
vi. 生成一个64byte的数组，将每位都初始化成0x36，然后将这个数组与Hfinal异或；(关于这个地方，微软文档中写的有错误，按照原文的方法生成的key不正确，要不是文档的作者回信告诉我要使用这个法子，就算我想破头也想不出来啊 T__T)
vii.将异或结果，进行SHA1 hash，结果的前16byte就是解密的key；
viii.初始化AES算法，key长度为128，模式为ECB模式，Padding为none； 然后将password verifier 和password verifier hash分别解密；
ix. password verifier 解密后的SHA1 hash结果应该与password verifier hash解密后的前20byte相同；
4. 关于"EncryptedPackage" 的解密则更为简单，只许将“EncryptedPackage”读入，去除前8byte的size信息后，进行AES解密，即为未加密的标准openxml文档。
参考：
[MS-OFFCRYPTO].pdf
[MS-XLS].pdf
ECMA-376 standards
Reply by "winnow", 2008-09-10, 1:17
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总结一下, 关于这两种基于密码的加密方法, 基本上都是基于RFC2898 建议, 思想是这样:
输入是用户的密码:password, 输出是提供给加密函数的密钥:key.
考虑安全, 需要使同样的password生成的key不一样, 这样用相同的password加密后的结果就无法比较. 需要一个随机数salt.
另外, 为了使暴力破解的代价增大, 考虑使用一个循环多次的过程, 需要循环次数:iteration_count.
概念上, 生成方法为: 将password和salt进行某种运算, 配合一个Hash函数, 以某种方式循环iteration_count次, 在最后的结果里取一部分作为key输出.
具体参照RFC2898中的建议方法PBKDF1和PBKDF2.
这样, 用户输入的密码与一个随机数组合, 经过一定代价的运算, 就生成了可以供加密函数使用的密钥. 使用这个密钥和一个加密函数, 就可以进行加密了.
在应用中, 为了快速判断密码是否错误. 生成一个随机数verifier, 用一个Hash函数计算verifier的hash值:verifier_hash, 分别加密verifier和verifier_hash并保存.
解密的时候, 先分别解密出verifier和verifier_hash, 计算verifier的hash值, 与verifier_hash比较, 如果一致, 即说明密码正确.
③ 求RC4算法的原理，最好用通俗的语言讲解，能打下比方更好了（本人能看懂一点VB跟C）
RC4经典加密算法VB版本代码
VB版rc4算法
Public Sub main()
Dim key As String
For i = 1 To 16
Randomize
key = key & Chr(Rnd * 255)
Next i
MsgBox RC4(RC4("Welcome To Plindge Studio!", key), key)
End Sub
Public Function RC4(inp As String, key As String) As String
Dim S(0 To 255) As Byte, K(0 To 255) As Byte, i As Long
Dim j As Long, temp As Byte, Y As Byte, t As Long, x As Long
Dim Outp As String
For i = 0 To 255
S(i) = i
Next
j = 1
For i = 0 To 255
If j > Len(key) Then j = 1
K(i) = Asc(Mid(key, j, 1))
j = j + 1
Next i
j = 0
For i = 0 To 255
j = (j + S(i) + K(i)) Mod 256
temp = S(i)
S(i) = S(j)
S(j) = temp
Next i
i = 0
j = 0
For x = 1 To Len(inp)
i = (i + 1) Mod 256
j = (j + S(i)) Mod 256
temp = S(i)
S(i) = S(j)
S(j) = temp
t = (S(i) + (S(j) Mod 256)) Mod 256
Y = S(t)
Outp = Outp & Chr(Asc(Mid(inp, x, 1)) Xor Y)
Next
RC4 = Outp
End Function
④ RC4的漏洞
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？由于存在部分弱密钥，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。其不足主要体现于，在无线网络中IV（初始化向量）不变性漏洞。
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，大家可以放心使用！
分布式代码管理网站Github从2015年1月5日将停止对RC4的支持，RC4作为一种老旧的验证和加密算法易于受到黑客攻击。这意味着，用户在使用Windows XP系统上的IE浏览器时将无法进入github.com网站
⑤ 想用RC4算法加密一下Byte数组，求助一下大牛，有没有相关的思路
.net和java环境都直接支持RC4算法。直接应用就可以。
⑥ 求大神帮我注释下代码，主要是两行*号中间的，谢谢了。java，关于RC4加解密算法。
{
int[] iS = new int[256]; //定义iS int型数组
byte[] iK = new byte[256]; //定义iK byte型数组
for (int i=0;i<256;i++) //循环256次 给iS初始化值
iS[i]=i;
int j = 1;
for (short i= 0;i<256;i++) //循环256次
{
iK[i]=(byte)aKey.charAt((i % aKey.length())); //从aKey里取值赋予iK
}
⑦ RC4的原理
RC4算法的原理很简单，包括初始化算法（KSA）和伪随机子密码生成算法（PRGA)两大部分。假设S-box的长度为256，密钥长度为Len。先来看看算法的初始化部分（用C代码表示）：
其中，参数1是一个256长度的char型数组，定义为: unsigned char sBox[256];
参数2是密钥，其内容可以随便定义：char key[256];
参数3是密钥的长度，Len = strlen(key); /*初始化函数*/voidrc4_init(unsignedchar*s,unsignedchar*key,unsignedlongLen){inti=0,j=0;chark[256]={0};unsignedchartmp=0;for(i=0;i<256;i++){s[i]=i;k[i]=key[i%Len];}for(i=0;i<256;i++){j=(j+s[i]+k[i])%256;tmp=s[i];s[i]=s[j];//交换s[i]和s[j]s[j]=tmp;}}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，将S-box和明文进行xor运算，得到密文，解密过程也完全相同。
再来看看算法的加密部分（用C代码表示）：
其中，参数1是上边rc4_init函数中，被搅乱的S-box;
参数2是需要加密的数据data;
参数3是data的长度. /*加解密*/voidrc4_crypt(unsignedchar*s,unsignedchar*Data,unsignedlongLen){inti=0,j=0,t=0;unsignedlongk=0;unsignedchartmp;for(k=0;k<Len;k++){i=(i+1)%256;j=(j+s[i])%256;tmp=s[i];s[i]=s[j];//交换s[x]和s[y]s[j]=tmp;t=(s[i]+s[j])%256;Data[k]^=s[t];}}最后，在main函数中，调用顺序如下： intmain(){unsignedchars[256]={0},s2[256]={0};//S-boxcharkey[256]={justfortest};charpData[512]=这是一个用来加密的数据Data;unsignedlonglen=strlen(pData);inti;printf(pData=%s
,pData);printf(key=%s,length=%d
,key,strlen(key));rc4_init(s,(unsignedchar*)key,strlen(key));//已经完成了初始化printf(完成对S[i]的初始化，如下：
);for(i=0;i<256;i++){printf(%02X,s[i]);if(i&&(i+1)%16==0)putchar('
');}printf(
);for(i=0;i<256;i++)//用s2[i]暂时保留经过初始化的s[i]，很重要的！！！{s2[i]=s[i];}printf(已经初始化，现在加密:
);rc4_crypt(s,(unsignedchar*)pData,len);//加密printf(pData=%s
,pData);printf(已经加密，现在解密:
);//rc4_init(s,(unsignedchar*)key,strlen(key));//初始化密钥rc4_crypt(s2,(unsignedchar*)pData,len);//解密printf(pData=%s
,pData);return0;}因此最终的完整程序是： //程序开始#include<stdio.h>#include<string.h>typedefunsignedlongULONG;/*初始化函数*/voidrc4_init(unsignedchar*s,unsignedchar*key,unsignedlongLen){inti=0,j=0;chark[256]={0};unsignedchartmp=0;for(i=0;i<256;i++){s[i]=i;k[i]=key[i%Len];}for(i=0;i<256;i++){j=(j+s[i]+k[i])%256;tmp=s[i];s[i]=s[j];//交换s[i]和s[j]s[j]=tmp;}}/*加解密*/voidrc4_crypt(unsignedchar*s,unsignedchar*Data,unsignedlongLen){inti=0,j=0,t=0;unsignedlongk=0;unsignedchartmp;for(k=0;k<Len;k++){i=(i+1)%256;j=(j+s[i])%256;tmp=s[i];s[i]=s[j];//交换s[x]和s[y]s[j]=tmp;t=(s[i]+s[j])%256;Data[k]^=s[t];}}intmain(){unsignedchars[256]={0},s2[256]={0};//S-boxcharkey[256]={justfortest};charpData[512]=这是一个用来加密的数据Data;unsignedlonglen=strlen(pData);inti;printf(pData=%s
,pData);printf(key=%s,length=%d
,key,strlen(key));rc4_init(s,(unsignedchar*)key,strlen(key));//已经完成了初始化printf(完成对S[i]的初始化，如下：
);for(i=0;i<256;i++){printf(%02X,s[i]);if(i&&(i+1)%16==0)putchar('
');}printf(
);for(i=0;i<256;i++)//用s2[i]暂时保留经过初始化的s[i]，很重要的！！！{s2[i]=s[i];}printf(已经初始化，现在加密:
);rc4_crypt(s,(unsignedchar*)pData,len);//加密printf(pData=%s
,pData);printf(已经加密，现在解密:
);//rc4_init(s,(unsignedchar*)key,strlen(key));//初始化密钥rc4_crypt(s2,(unsignedchar*)pData,len);//解密printf(pData=%s
,pData);return0;}//程序完
⑧ RC4算法的介绍
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。