#实验要求 RC4和MD5。将用户的密码通过md5加密之后作为RC4加密的输入key进行设置RC4的密钥，并使用此密钥对用户内容进行加密。 #实验 ##几个关键词
- 密钥流：RC4算法的关键是根据明文和密钥生成相应的密钥流，密钥流的长度和明文的长度是对应的，也就是说明文的长度是500字节，那么密钥流也是500字节。当然，加密生成的密文也是500字节，因为密文第i字节=明文第i字节^密钥流第i字节；
- 状态向量S：长度为256，
S[0],S[1].....S[255]。每个单元都是一个字节，算法运行的任何时候，S都包括0-255的8比特数的排列组合，只不过值的位置发生了变换； - 临时向量T：长度也为256，每个单元也是一个字节。如果密钥的长度是256字节，就直接把密钥的值赋给T，否则，轮转地将密钥的每个字节赋给T；
- 密钥K：长度为1-256字节，注意密钥的长度keylen与明文长度、密钥流的长度没有必然关系，通常密钥的长度取为16字节（128比特）。
##RC4的原理分为三步
- 初始化S和T
for i=0 to 255 do
S[i]=i;
T[i]=K[ i mod keylen ];
- 初始排列S
j=0;
for i=0 to 255 do
j= ( j+S[i]+T[i])mod256;
swap(S[i],S[j]);
- 产生密钥流
i,j=0;
for r=0 to len do //r为明文长度，r字节
i=(i+1) mod 256;
j=(j+S[i])mod 256;
swap(S[i],S[j]);
t=(S[i]+S[j])mod 256;
k[r]=S[t];//K为密钥
- 利用密钥流与明文进行按位异或
则我们需要做的是把K替换为用户输入key的MD5值。 ##获取MD5 利用openssl库(文档里对md5相关的部分函数介绍)，一般有两种方式：
#include<openssl/md5.h>
MD5_CTX ctx;
unsigned char *data="123";
unsigned char md[16];
MD5_Init(&ctx);
MD5_Update(&ctx,data,strlen(data));//data为要加密的串
MD5_Final(md,&ctx);//md为密文
或者：
unsigned char * userKey;//从用户获取的明文
unsigned char md5Value[32];//md5值
MD5((unsigned char*)userKey,strlen(userKey),md5Value);
##解密
解密则只需要将保存的密钥和密文按位异或即可。
#Tips
#char && unsigned char
在C中，默认的基础数据类型均为signed,在内存中，char与unsigned char没有什么不同，都是一个字节，唯一的区别是，char的最高位为符号位，因此char能表示-128~127, unsigned char没有符号位，因此能表示0~255.
主要是符号位，但是在普通的赋值，读写文件和网络字节流都没什么区别，反正就是一个字节，不管最高位是什么，最终的读取结果都一样，只是你怎么理解最高位而已，在屏幕上面的显示可能不一样。
但是我们却发现在表示byte时，都用unsigned char，这是为什么呢？
首先我们通常意义上理解，byte没有什么符号位之说，更重要的是如果将byte的值赋给int，long等数据类型时，系统会做一些额外的工作。
如果是char，那么系统认为最高位是符号位，而int可能是16或者32位，那么会对最高位进行扩展（注意，赋给unsigned int也会扩展）,是根据当前char的最高位进行扩展的。
而如果是unsigned char，那么不会扩展。
这就是二者的最大区别。
同理可以推导到其它的类型，比如short， unsigned short。等等
#Code
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <openssl/md5.h>
unsigned char * userKey;
unsigned char md5Value[32];
int keylen;
char *plaintext;
char ciphertext[1024];
//keystream
unsigned char *key;
int pLen;
size_t result;
void readUserKey(){
FILE *fin;
if((fin=fopen("userKey","r"))==NULL){
printf("Read UserKey failed\n");
exit(1);
};
fseek(fin,0,SEEK_END);
int userkeySize=ftell(fin);
rewind(fin);
userKey=(unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char)*userkeySize);
result = fread(userKey,1,userkeySize,fin);
if(result!=userkeySize){
printf("Read userKey error when malloc\n");
exit(1);
}
if(userKey==NULL)printf("null\n");
printf("userkey %s\n",userKey );
fclose(fin);
};
void readUserContent(){
long lSize;
FILE *fin2;
if((fin2=fopen("userContent","rb"))==NULL){
printf("Read userContent error\n");
exit(2);
}
//get the file size
fseek(fin2,0,SEEK_END);
lSize=ftell(fin2);
rewind(fin2);
plaintext=(char*)malloc(sizeof(char)*lSize);
result=fread(plaintext,1,lSize,fin2);
if(result!=lSize){
printf("Read userContent error when malloc\n");
exit(3);
}
printf("%s\n",plaintext );
fclose(fin2);
}
void getMD5(){
//attention !!!! malloc!!!!!!!!!!!!!!!
MD5((unsigned char*)userKey,strlen(userKey),md5Value);
keylen=strlen(md5Value);
int i;
for(i=0;i<keylen;i++)
printf("%2.2x",md5Value[i] );
printf("\n");
};
void encrypt(){
unsigned char s[256],t[256];
int i,j,temp,q,m,n;
for(i=0;i<256;i++){
s[i]=i;
t[i]=md5Value[i%keylen];
}
for(i=0;i<256;i++){
j=(j+s[i]+t[i])%256;
temp=s[i];
s[i]=s[j];
s[j]=temp;
}
pLen=strlen(plaintext);
key=(unsigned char*)malloc(sizeof(unsigned char)*pLen);
m=n=0;
for(i=0;i<pLen;i++){
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];
printf("%X",ciphertext[i] );
}
ciphertext[i]='/0';
printf("\n");
}
void decrypt(){
int i;
printf("\n");
for(i=0;i<pLen;i++){
printf("%c", ciphertext[i]^key[i]);
}
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
readUserKey();
getMD5();
readUserContent();
encrypt();
decrypt();
return 0;
}
#Reference RC4加密原理及代码 RC4加密原理及代码 char 与 unsigned char的本质区别