RC4加密完全指南
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RC4 (英文全称: Rivest Cipher 4)，是一种简单高效的流动加密算法，由Ron Rivest于1987年为RSA公司设计。因其算法简单、运算效率高，曾被广泛应用于各种应用场景，如HTTPS、WEP WiFi网络加密、PDF加密等。
一、RC4加密原理
RC4是一种流动加密算法，根据密钥Key生成一个可重复的流动密钥池，将消息和每一个密钥字节进行 XOR 对应，从而得到加密结果。
RC4的进程包括两个部分：
- Key Scheduling Algorithm (KSA) : 根据密钥初始化内部状态S。
- Pseudo-Random Generation Algorithm (PRGA) : 根据 S 生成密钥流，并与明文进行 XOR 操作完成加密。
二、RC4加密流程图
图示RC4的KSA和PRGA进程：
注：KSA开始初始化S[0~255]，进行N轮转换，PRGA进行一次一字节的流动密钥生成。
三、JavaScript 实现 RC4
工具函数
function rc4(key, str) {
const s = [], k = [], data = [];
let i, j = 0, tmp;
// Key Scheduling Algorithm
for (i = 0; i < 256; i++) {
s[i] = i;
k[i] = key.charCodeAt(i % key.length);
}
for (i = 0; i < 256; i++) {
j = (j + s[i] + k[i]) % 256;
[s[i], s[j]] = [s[j], s[i]]; // swap
}
// Pseudo-Random Generation Algorithm
i = j = 0;
for (let c = 0; c < str.length; c++) {
i = (i + 1) % 256;
j = (j + s[i]) % 256;
[s[i], s[j]] = [s[j], s[i]];
const t = (s[i] + s[j]) % 256;
const kByte = s[t];
data.push(String.fromCharCode(str.charCodeAt(c) ^ kByte));
}
return data.join('');
}
示例使用
const plaintext = "Hello RC4!";
const key = "secretkey";
const encrypted = rc4(key, plaintext);
console.log("Encrypted:", encrypted);
const decrypted = rc4(key, encrypted);
console.log("Decrypted:", decrypted);
四、适用场景
- 适合于负载较低的小型设备（如光线端、IoT 设备）
- 无需卡片编解码器，算法简单
- 需要不常切换密钥的简单加密
五、优缺点分析
优点
- 简单高效，适合硬件实现
- 程序简洁，仅为数组编排和乘算
- 兼容性好，应用充满效率
缺点
- 安全性不足，已被许多应用已经拒用
- 很易因密钥重复而被破解
- WEP网络使用RC4安全性被大量破解
六、结论
RC4是简单高效的流动加密算法，在旧式系统和硬件环境中曾经大收欢，但是随着安全破解技术推进，在需要高安全性的场景中已经被替代，如 AES、ChaCha20 等。
但如果你在一些耗能效率敏感的场景中，RC4 仍然有具有一定实用价值。
