一、实验题目：
RC4加密算法的原理与实现
二、实验目的：
- 理解流密码的基本思想
- 掌握RC4加密算法的加解密过程和实现方法
三、实验内容及步骤：
1. 实验题目：
采用自己熟悉的编程语言实现RC4加解密算法
2. 测试数据：
初始密钥：3 4 5
明文：1 2 3 4 5 6
3.实验结果：
4. 代码如下：
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#include<iostream>
using namespace std;
typedef struct { //定义数组结构体
int len;
int ch[256];
}String;
void output(String &S)
{//输出数据
for(int i=0; i<S.len; i++)
cout<<S.ch[i]<<" ";
cout<<endl;
}
void intput(String &S)
{//输入数据
char c;
S.len = 0;
while((cin>>S.ch[S.len++]).get(c)) //将输入的数据存入数组S中，并判断字符c
if (c == '\n') break; //c为回车键时结束
}
void swap(int &m,int &n)
{//数值交换
int temp;
temp = m;m = n;n = temp;
}
void get_S(String &S)
{//获取S（状态向量）
S.len = 256;
for(int i=0; i<S.len; i++)
S.ch[i] = i;
}
void get_D(String &D)
{//获取D（明文）
cout<<"请输入明文："<<endl;
intput(D);
}
void displace(String &S,String &T)
{//置换S盒
for(int i=0,j=0; i<S.len; i++){
j = (j+S.ch[i]+T.ch[i]) % S.len;
swap(S.ch[i],S.ch[j]);
}
}
void get_T(String &S,String &T)
{//获取T (生成密钥流的种子）
cout<<"请输入初始密钥："<<endl;
intput(T); //初始密钥
for(int j=T.len; j<S.len; j++) //初始密钥小于256时，进行轮转
T.ch[j] = T.ch[j%T.len];
T.len = S.len; //T的长度等于S的长度
displace(S,T); //置换S盒
}
void encryption(String &S,String &D,String &K)
{//密钥流的生成与加密
cout<<"加密得密文："<<endl;
K.len = 0;
for(int i=0,j=0,t; K.len<D.len; K.len++) {
i = (i+1) % S.len;
j = (j+S.ch[i]) % S.len;
swap(S.ch[i],S.ch[j]);
t = (S.ch[i]+S.ch[j]) % S.len;
K.ch[K.len] = S.ch[t]; //生成密钥流 K
D.ch[K.len] = D.ch[K.len] ^ K.ch[K.len]; //加密明文
}
output(D); //输出密文
cout<<"密钥流："<<endl;
output(K); //输出密钥流
}
void decrypt(String &D,String &K)
{//解密密文
cout<<"解密得明文："<<endl;
for(int i=0 ; i<D.len; i++)
D.ch[i] = D.ch[i] ^ K.ch[i]; //使用密钥流 K进行解密
output(D); //输出明文
}
int main()
{
String S,T,K,D; //状态向量S，临时向量T，密钥流K，明文D
get_S(S); //初始化S
get_T(S,T); //输入初始密钥
get_D(D); //输入明文
encryption(S,D,K); //加密明文
decrypt(D,K); //解密密文
return 0;
}四、实验总结：
1. RC4算法的原理：
（1）生成S盒（长度为256）
（2）利用S盒生成密钥流
（3）利用密钥流加密明文
2. RC4加密的原理：
（1）初始化S（长度为256）
（2）用户输入初始密钥（长度任意），初始密钥小于256，轮转密钥得到长度为256的密钥
（3）置换S（用于打乱初始种子）
（4）密钥流的生成与明文的加密
（5）使用生成的密钥流进行解密
本文章仅供学习和参考！
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