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词条 RC4算法
释义

§ 名称

RC4算法

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RC4加密算法

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。之所以称其为簇,是由于其核心部分的S-box长度可为任意,但一般为256字节。该算法的速度可以达到DES加密的10倍左右。

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<n; i++)

s=i;

j=0;

for (i=0; i<n; i++)

{

j=(j+s+k)%256;

swap(s, 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)%n;

swap(s, s【j】);

sub_k=s((s+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?经过我的测试,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。

但在2001年就有以色列科学家指出RC4加密算法存在着漏洞,这可能对无线通信网络的安全构成威胁。

以色列魏茨曼研究所和美国思科公司的研究者发现,在使用“有线等效保密规则”(WEP)的无线网络中,在特定情况下,人们可以逆转RC4算法的加密过程,获取密钥,从而将己加密的信息解密。实现这一过程并不复杂,只需要使用一台个人电脑对加密的数据进行分析,经过几个小时的时间就可以破译出信息的全部内容。

专家说,这并不表示所有使用RC4算法的软件都容易泄密,但它意味着RC4算法并不像人们原先认为的那样安全。这一发现可能促使人们重新设计无线通信网络,并且使用新的加密算法。

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更新时间:2024/12/19 2:17:08