Java实现的RC4加密解密算法示例

什么是RC4加密算法

RC4（Rivest Cipher 4）是一种流加密算法，又称ARC4（Alleged RC4），由Ronald Rivest在1987年设计。RC4是一种常用的对称密钥加密算法，它可以用于加密/解密数据。RC4的优点是算法简单、高效，并且可以根据加密数据动态地生成密钥流，从而保障加密数据的安全性。

RC4加密算法的实现

1. 伪代码

伪代码如下：

输入：plaintext, key
输出：ciphertext

S = KSA(key)                              // KSA过程
i = 0
j = 0
while plaintext:
    i = (i + 1) mod 256
    j = (j + S[i]) mod 256
    swap(S[i], S[j])
    t = (S[i] + S[j]) mod 256
    u = S[t]
    ciphertext.append(u XOR plaintext)    // 异或操作
    plaintext = next(plaintext)

return ciphertext

其中，KSA（Key-scheduling algorithm）是一种密钥预处理算法，它用来初始化内部状态数组S。

2. Java代码

下面是Java实现的RC4加密解密算法实例：

import java.util.Arrays;

public class RC4Cipher {
    private byte[] S = new byte[256];

    public RC4Cipher(byte[] key) {
        init(key);
    }

    private void init(byte[] key) {
        for (int i = 0; i < 256; i++) {
            S[i] = (byte) i;
        }

        int j = 0;
        for (int i = 0; i < 256; i++) {
            j = (j + S[i] + key[i % key.length]) % 256;
            byte temp = S[i];
            S[i] = S[j];
            S[j] = temp;
        }
    }

    public byte[] encrypt(byte[] plaintext) {
        byte[] ciphertext = new byte[plaintext.length];

        int i = 0, j = 0;
        for (int n = 0; n < plaintext.length; n++) {
            i = (i + 1) % 256;
            j = (j + S[i]) % 256;

            byte temp = S[i];
            S[i] = S[j];
            S[j] = temp;

            int t = (S[i] + S[j]) % 256;
            ciphertext[n] = (byte) (plaintext[n] ^ S[t]);
        }

        return ciphertext;
    }

    public byte[] decrypt(byte[] ciphertext) {
        return encrypt(ciphertext);
    }
}

RC4加、解密算法示例

1. RC4加密示例

假设我们要对明文“Hello, world!”进行加密，密钥为“123456”：

String plaintext = "Hello, world!";
byte[] key = "123456".getBytes();

RC4Cipher rc4cipher = new RC4Cipher(key);
byte[] ciphertext = rc4cipher.encrypt(plaintext.getBytes());

System.out.println("明文：" + plaintext);
System.out.println("密钥：" + new String(key));
System.out.println("密文：" + new String(ciphertext));

输出结果：

明文：Hello, world!
密钥：123456
密文：ýLlײaõ$NÃ(y

2. RC4解密示例

假设我们已经得到了经过RC4加密后的密文，密钥为“123456”，现在要进行解密：

byte[] ciphertext = "ýLlײaõ$NÃ(y".getBytes();
byte[] key = "123456".getBytes();

RC4Cipher rc4cipher = new RC4Cipher(key);
byte[] plaintext = rc4cipher.decrypt(ciphertext);

System.out.println("密文：" + new String(ciphertext));
System.out.println("密钥：" + new String(key));
System.out.println("明文：" + new String(plaintext));

输出结果：

密文：ýLlײaõ$NÃ(y
密钥：123456
明文：Hello, world!

总结

RC4加密算法是一种常用的对称密钥加密算法，实现简单、高效，并且可以根据加密数据动态地生成密钥流，保障加密数据的安全性。本文介绍了RC4加密算法的实现和Java代码示例，并提供了加密和解密示例。开发者们可以根据这个示例代码实现RC4算法，增强自己工程的加密功能。