一、什么是密碼系統及流密碼？
密碼系統（cryptosystem）
是一套用來實現某種形式的加密及解密的算法，他分為兩大類：私鑰密碼系統和公鑰密碼系統。私鑰密碼系統是指是指加密者和解密者（可以都是自己呵呵）在某些私有的信息上預先做了約定，來進行加密解密，如果有第三方知道了這私有信息（私鑰），加密就沒有意義了。公鑰密碼系統是指發送信息的人用對所有人公開的信息（公鑰）來對信息加密后發送，接收方接到信息后用私鑰（只有接收方本人知道的）進行解密；加密的算法是公開的，你可能問：難道就不能根據這個算法進行解密？這是公鑰系統要解決的問題，即是否存在那樣的函數y=f(x)，由x計算y很容易，由y計算x非常困難；我還不知道這些函數有哪些，以后學了再說
私鑰密碼系統又分為分組密碼（block cipher）和流密碼(stream cipher)。兩者的區別，形象來說，分組密碼的轉換是固定的，流密碼的轉換是隨“時間”變換而變換的，它像水流一樣源源不斷的產生。流密碼能夠流行主要歸功於香農對於 “一次一密” 的分析，他證明了“一次一密”幾乎“攻不可破”。
一次一密的算法非常簡單，假設你需要加密的信息（明文）有n比特長，然后你隨機選一個長度為n比特的密碼，可以選擇的密碼有2^n個，然后將明文和密碼”相加“，兩者都是一個同長度的二進制數，“相加”是指在相同的位進行異或運算（兩數字相同時“和”為”0“,不同時“和”為”1“）.要對密文進行解密，只需要將密文和密碼“相加”就能得到明文了（可以試試）。如果密碼真的是隨機取的，第三方想破譯，他最多可能需要嘗試2^n次，就算信息只有60比特，大家知道的，2^60已經是個天文數字了。所以這方法非常安全。問題是，要記住這個密碼可不是易事。解決這個問題的方法就是使用流密碼嘍。
流密碼就是使用較短的一串數字（叫它密鑰吧），來生成無限長的偽隨機密碼流，當然事實上只需要生成和明文長度一樣的密碼流就夠了。一個非常簡單的流密碼算法是，用6個比特位101100做密鑰，將它不斷重復得到密碼流101100101100101100....直到和明文長度相等，然后將密碼流和明文“相加”就得到密文了，解密就是將這個密碼流和密文“相加”。簡單吧！其實這個流密碼算法有個特殊的名稱——維吉尼亞密碼，當然這里密鑰長度可以不是6。用較短的密鑰產生無限長的密碼流的方法非常多，其中有一種就叫做RC4。
在介紹RC4前，說說那個“相加”運算怎么實現。現在我們把明文的信息限制在ascii碼字符集內（它已經能表示所有的英文資料了哈哈），每個字符是一個比特，占8位。假設明文是abc，a、b、c的ascii值分別為97、98、99。二進制形式為01100001、01100010、01100011。密鑰流和明文長度一樣，假設是sdf，同樣可以得到二進制流01110011、01100100、01100110，讓他們在對應位做異或運算就可以得到密文了，c語言有^運算符來實現“相加”的操作。我們就直接對字符進行“相加”即a^s, b^d, c^f。得到的結果的二進制形式為00010010、00000110、00000101，它們分別表示ascii碼值為18、6、5的字符，在文本編輯器里打開是亂碼，沒有關系，反正是密文嘛:)
二、RC4
RC4用兩步來生成密碼流
首先你指定一個短的密碼，儲存在key[MAX]數組里，還有一個數組S[256]，令S[i]=i。然后利用數組key來對數組S做一個置換，也就是對S數組里的數重新排列，排列算法為
產生密鑰流之后，對信息進行加密和解密就只是做個“相加”的運算了。
附件是我的c代碼，編譯得到encrypt可執行文件，在命令行下運行 encrypt 命令（后面必須跟一個純文本文件名FILE作為參數），然后輸入密鑰，可將文件FILE進行加密，再次運行並輸入相同的密鑰可以進行解密，如果前后密鑰不同，就不是解密而是進行二次加密了，哈我可以用自己理解的方式來加密信息了:) 這個程序本是針對純英文文件來加密的，但是文件里有中文時一樣可以加解密。不知道c語言對於中文是如何處理的？？
我還沒研究RC4的安全性，不知道破譯密碼難度大不大
附件：https://github.com/abellong/simpleRC4Encryption
參考資料：
http://en.wikipedia.org/wiki/RC4
MJB Robshaw - 1995 Stream Ciphers
私鑰密碼系統又分為分組密碼（block cipher）和流密碼(stream cipher)。兩者的區別，形象來說，分組密碼的轉換是固定的，流密碼的轉換是隨“時間”變換而變換的，它像水流一樣源源不斷的產生。流密碼能夠流行主要歸功於香農對於 “一次一密” 的分析，他證明了“一次一密”幾乎“攻不可破”。
一次一密的算法非常簡單，假設你需要加密的信息（明文）有n比特長，然后你隨機選一個長度為n比特的密碼，可以選擇的密碼有2^n個，然后將明文和密碼”相加“，兩者都是一個同長度的二進制數，“相加”是指在相同的位進行異或運算（兩數字相同時“和”為”0“,不同時“和”為”1“）.要對密文進行解密，只需要將密文和密碼“相加”就能得到明文了（可以試試）。如果密碼真的是隨機取的，第三方想破譯，他最多可能需要嘗試2^n次，就算信息只有60比特，大家知道的，2^60已經是個天文數字了。所以這方法非常安全。問題是，要記住這個密碼可不是易事。解決這個問題的方法就是使用流密碼嘍。
流密碼就是使用較短的一串數字（叫它密鑰吧），來生成無限長的偽隨機密碼流，當然事實上只需要生成和明文長度一樣的密碼流就夠了。一個非常簡單的流密碼算法是，用6個比特位101100做密鑰，將它不斷重復得到密碼流101100101100101100....直到和明文長度相等，然后將密碼流和明文“相加”就得到密文了，解密就是將這個密碼流和密文“相加”。簡單吧！其實這個流密碼算法有個特殊的名稱——維吉尼亞密碼，當然這里密鑰長度可以不是6。用較短的密鑰產生無限長的密碼流的方法非常多，其中有一種就叫做RC4。
在介紹RC4前，說說那個“相加”運算怎么實現。現在我們把明文的信息限制在ascii碼字符集內（它已經能表示所有的英文資料了哈哈），每個字符是一個比特，占8位。假設明文是abc，a、b、c的ascii值分別為97、98、99。二進制形式為01100001、01100010、01100011。密鑰流和明文長度一樣，假設是sdf，同樣可以得到二進制流01110011、01100100、01100110，讓他們在對應位做異或運算就可以得到密文了，c語言有^運算符來實現“相加”的操作。我們就直接對字符進行“相加”即a^s, b^d, c^f。得到的結果的二進制形式為00010010、00000110、00000101，它們分別表示ascii碼值為18、6、5的字符，在文本編輯器里打開是亂碼，沒有關系，反正是密文嘛:)
二、RC4
RC4用兩步來生成密碼流
首先你指定一個短的密碼，儲存在key[MAX]數組里，還有一個數組S[256]，令S[i]=i。然后利用數組key來對數組S做一個置換，也就是對S數組里的數重新排列，排列算法為
for i from 0 to 255
S[i] := i
endfor
j := 0
for i from 0 to 255
j := (j + S[i] + key[i mod keylength]) mod 256
swap values of S[i] and S[j]
endfor 第二步利用上面重新排列的數組 S 來產生任意長度的密鑰流，算法為
i := 0
j := 0
while GeneratingOutput:
i := (i + 1) mod 256
j := (j + S[i]) mod 256
swap values of S[i] and S[j]
K := S[(S[i] + S[j]) mod 256]
output K
endwhile output K 一次產生一字符長度（8bit）的密鑰流數據，一直循環直到密碼流和明文長度一樣為止。
產生密鑰流之后，對信息進行加密和解密就只是做個“相加”的運算了。
附件是我的c代碼，編譯得到encrypt可執行文件，在命令行下運行 encrypt 命令（后面必須跟一個純文本文件名FILE作為參數），然后輸入密鑰，可將文件FILE進行加密，再次運行並輸入相同的密鑰可以進行解密，如果前后密鑰不同，就不是解密而是進行二次加密了，哈我可以用自己理解的方式來加密信息了:) 這個程序本是針對純英文文件來加密的，但是文件里有中文時一樣可以加解密。不知道c語言對於中文是如何處理的？？
我還沒研究RC4的安全性，不知道破譯密碼難度大不大
附件：https://github.com/abellong/simpleRC4Encryption
參考資料：
http://en.wikipedia.org/wiki/RC4
MJB Robshaw - 1995 Stream Ciphers