流密码的定义
流密码（英语：Stream cipher）是一种对称密钥加密算法，它将明文消息按字符或比特逐位进行加密。加密方式基于异或的加密算法。
流密码也称为序列密码。
流密码的原理
首先，通信双方需要协商并确定一个共享的密钥。这个密钥是保密的，只有通信双方知道。同时，可能还会选择一个初始化向量，它通常是公开的，但要保证每次加密时使用的初始化向量不同，以增加密码的安全性。
将明文消息与密钥流进行逐位的异或运算，得到密文。由于密钥流是伪随机的，且与明文消息长度相同，所以对于每一位明文，加密时都使用了不同的密钥流位，从而增加了密码的安全性。
将明文消息逐位与生成的密钥流进行异或运算。例如，对于明文比特流P = p1p2p3...pn和密钥流K = k1k2k3...kn，密文C = c1c2c3...cn，其中ci = pi ⊕ ki（⊕表示异或运算）。这样，每一位明文都与对应的密钥流位进行异或，得到密文。
加密流程如下图所示：
为什么需要一次一密？
流密码常见的问题如果多次使用相同秘钥进行加密，攻击者可以不使用密码也可以获得密文。
流密码如何防止恢复密钥流？
流密码的安全性依赖于密钥流的随机性和不可预测性。如果密钥流能够被攻击者预测或分析出来，那么密文就很容易被破解。
RC4算法的简介
RC4 算法是一种流密码算法，是一种可变密钥长度的流密码，它的密钥长度可以在 1 到 256 字节之间变化。
加密流程用文字说明太绕，直接跟着调试器看代码吧！
CODE:
def crypt(data, key): # data为明文或密文，key为密钥
"""RC4 algorithm"""
x = 0
# box = range(256) #初始化S盒
box = list(range(256)) # 使用 list(range(256)) 创建可修改的列表
for i in range(256):
x = (x + box[i] + ord(key[i % len(key)])) kox[i], box[x] = box[x], box[i]
x = y = 0
out = []
for char in data:
x = (x + 1) %6
y = (y + box[x]) kox[x], box[y] = box[y], box[x]
out.append(chr(ord(char) ^ box[(box[x] + box[y]) %6]))
# 对称密码，加密解密算法一样
return ''.join(out)
# 加密
encrypted_str = crypt("Hello", "123") # 假设返回字符串
encrypted_bytes = encrypted_str.encode("latin-1") # 转字节（确保无损）
hex_result = encrypted_bytes.hex() #转16进制 .hex()
print("加密结果:", hex_result)
# 解密
decrypted = crypt(bytes.fromhex(hex_result).decode("latin-1"), "123")
print("解密结果:", decrypted)
S盒是什么？
在 RC4 算法中，S 盒是一个长度为 256 的字节数组，用于存储和操作加密过程中的数据。
作用：
-
打乱数据顺序：S 盒的主要作用是通过特定的初始化过程，将其内部的元素顺序打乱。这个打乱过程基于密钥进行，使得 S 盒的状态与密钥相关联。这样，不同的密钥会导致 S 盒具有不同的初始状态，从而为加密提供了不同的 “混淆” 方式，增加了密码的安全性。
-
生成密钥流：在密钥流生成阶段，通过对 S 盒的操作来生成伪随机的密钥流字节。算法根据特定的规则对 S 盒进行索引和元素交换，然后根据 S 盒的状态计算出密钥流字节。由于 S 盒的状态是由密钥决定的，所以生成的密钥流也与密钥紧密相关，并且具有一定的随机性和不可预测性。
-
纯线性操作易被破解（如线性密码分析），非线性变换（如 S 盒）可增加复杂度。
初始化代码：
for i in range(256):
x = (x + box[i] + ord(key[i % len(key)])) kox[i], box[x] = box[x], box[i]
初始化的S盒：
规律：S盒基于秘钥生成，同一个秘钥所生成的S盒都是一样的。
取模介绍
取模运算，也叫取余运算，其原理是在整数除法中，被除数不能被除数整除时，就会产生余数，这个余数就是取模运算的结果。
被除数 小于 除数时，余数是被除数。
代码: x = (x + box[i] + ord(key[i % len(key)])) %6 中，%6 是 取模运算，它的核心目的是确保计算结果 x 的值始终落在 0 到 255 的范围内。
加密、解密
复用库的RC4用法
python中Crypto库中有该算法，具体用法如下：
from Crypto.Cipher import *
data = "kangel"
key = "key"
cipher = ARC4.new(key) #加载密钥
m = cipher.decrypt(key) #用该密钥解密
print m
总结
总而言之就是两个步骤：
- 基于秘钥生成一个256位的S盒；
- 逐个将明文与S盒内的某位数做异或操作。
Reference
逆向踩坑之RC4
https://j-kangel.github.io/2019/04/09/RC4/#简介
