Функция шифрования RC4

Я пытаюсь создать функцию R, которая будет принимать семя и длину ключа для создания потока ключей RC4.

Вот что у меня есть до сих пор:

  library(numbers)
    library(seqinr)
    library(compositions)

    rc4_genkey <- function(seed,keylength){
      keystream <- vector(mode="integer", length=keylength)

# initialized S vector
      s <- vector(mode="integer", length=255)
      for(i in 1:255){
      s[i + 1] = i+1
      }

# initialize k vector with seed
      key <- utf8ToInt(seed)
      n <- length(key)
      k <- vector(mode="integer", length=256)
      for (i in 1:255){
      k[i + 1] = key[mod(i+1, n)+1]
      }

# Rc4 algorithm randomize 2 with 256 iterations
      for (i in 1:255){
      j <- (mod(j + s[i+1] + k[i+1], 256))
      swap(s[i + 1], s[j])
      }

# generate keystream of keystream length   
    for(i in 0:length(keystream)){
      i <- mod((i + 1),256)
      j <-  mod((j + s[i]), 256)
      swap(s[i+1],s[j+1])
      t <- mod((s[i] + s[j]),256)
      k[i] <-  s[t]
      keystream[i] <- k[i]
    }
    }

Now every time I run the function, it keeps telling me 
"s[i + 1] <- s[j + 1] : replacement has length zero"

Надеюсь получить небольшую помощь, чтобы исправить это, чтобы запустить правильное шифрование rc4.


r encryption stream-cipher rc4-cipher
person Zaid Islam    schedule 06.03.2020    source источник
comment
Укажите все небазовые вызовы library и исправьте проблемы с кодом как object 'j' not found, чтобы кто-то мог воспроизвести вашу проблему.   -  person jay.sf    schedule 06.03.2020
comment
Я не программист в r, но если бы я им был, я бы надеялся найти код с хорошими отступами и пробелами. Вы пытаетесь сделать слишком много в одной функции, разделите ее!   -  person Maarten Bodewes    schedule 06.03.2020
comment
Обратите внимание, что RC4 пока представляет в основном исторический интерес. Это простой в реализации шифр, что, я думаю, делает его хорошим введением в потоковое шифрование. Но, пожалуйста, не используйте его в современном протоколе/варианте использования. Он имеет смещение, сложную настройку ключа и не допускает отдельного IV...   -  person Maarten Bodewes    schedule 06.03.2020
comment
@MaartenBodewes Я согласен, хотя, к сожалению, по-прежнему необходимо иметь реализацию rc4 для определенных задач, таких как чтение старых зашифрованных файлов PDF. Я думаю, что новые используют AES   -  person Allan Cameron    schedule 06.03.2020

Ответы (1)


arrow_upward
2
arrow_downward

Я думаю, вы допустили здесь немало ошибок: rc4 — это симметричный шифр, поэтому ваша функция rc4 должна принимать сообщение и ключ (а не длину ключа) и возвращать поток байтов.

Я предполагаю, что вы пытались перевести эту функцию из языка более низкого уровня с нулевым индексом в R. Например, ваше создание вектора состояния s (который в rc4 должен начинаться с 0 до 255) должно быть просто s <- 0:255 , не пишется с циклом.

Ранее я написал реализацию rc4 на C++, поэтому здесь я перевел ее на R.

Эта функция вернет необработанный вектор, если в результате есть элементы, отличные от Ascii, и строку символов в противном случае, поэтому большую часть времени ваше зашифрованное сообщение будет в необработанном формате, а незашифрованное сообщение будет строка символов. Однако было бы достаточно легко изменить его, чтобы он принимал и возвращал только необработанные векторы.

rc4 <- function(message, key)
{
  if(is.raw(message)) message <- as.integer(message)
  if(is.character(message)) message <- utf8ToInt(message)  
  key            <- utf8ToInt(key)
  key_length     <- length(key)
  message_length <- length(message)
  s              <- 0:255
  a <- b <- x <- y <- 0 

  if(key_length == 0) stop("No key given")
  if(message_length == 0) return("")

  for (i in seq_along(s))
  {
    b <- (key[a + 1] + s[i] + b) %% 256
    tmp <- s[i]
    s[i] <- s[b + 1]
    s[b + 1] <- tmp
    a <- (a + 1) %% key_length;
  }

  for (k in seq(message_length))
  {
    x1 <- x <- (x + 1) %% 256
    y1 <- y <- (s[x + 1] + y) %% 256
    tmp <- s[x1]
    s[x1] <- s[y1]
    tmp <- s[y1]
    message[k] = bitwXor(message[k], s[(s[x1 + 1] + s[y1 + 1]) %% 256]);
  }
  if(any(message < 9 | message > 127)) return(as.raw(message))
  return(intToUtf8(message))
}

Итак, давайте посмотрим, работает ли это:

encrypted_message <- rc4("hello", "world")
encrypted_message
#> [1] b7 31 74 99 98

Это должно быть обратимо с тем же ключом:

rc4(encrypted_message, "world")
#> [1] "hello"
person Allan Cameron    schedule 06.03.2020