Перевод алгоритма RC4 на Pascal: решение проблем с KSA и PRGA

Delphi , Синтаксис , Шифрование

RC4 (Rivest Cipher 4) — это потоковый шифр, который используется для шифрования последовательностей данных. Он был разработан Роном Ривестом в 1987 году и изначально использовался в криптографическом протоколе SSL. Несмотря на свою простоту, RC4 был популярным и широко использовался в интернете до тех пор, пока не были обнаружены в нём уязвимости.

Вопрос, поставленный пользователем, заключается в переводе кода на алгоритм RC4 с Python на Pascal. Это может быть необходимо для использования в среде, где предпочтительнее использовать Object Pascal, например, в приложениях Delphi. В процессе перевода пользователь столкнулся с проблемами в функциях KSA и PRGA, которые отвечают за ключевое расписание и генерацию потока, соответственно.

Оригинальный код на Python

Перед тем как перейти к решению проблемы, давайте рассмотрим рабочий пример кода на Python, который выполняет шифрование с использованием RC4:

def KSA(key):
    # Ключевое расписание
    key_length = len(key)
    S = list(range(256))
    j = 0
    for i in range(256):
        j = (j + S[i] + key[i % key_length]) % 256
        S[i], S[j] = S[j], S[i]
    return S

def PRGA(S, n):
    # Генерация потока
    i = 0
    j = 0
    key = []
    while n > 0:
        n = n - 1
        i = (i + 1) % 256
        j = (j + S[i]) % 256
        S[i], S[j] = S[j], S[i]
        K = S[(S[i] + S[j]) % 256]
        key.append(K)
    return key

# Инициализация ключа и открытого текста
key = 'Secret'
plaintext = 'Attack at dawn'

# Преобразование ключа в массив байтов
def preparing_key_array(s):
    return [ord(c) for c in s]
key = preparing_key_array(key)

import numpy as np
S = KSA(key)

# Генерация потока для зашифрования текста
keystream = np.array(PRGA(S, len(plaintext)))
print(keystream)

# Преобразование открытого текста в массив байтов
plaintext = np.array([ord(i) for i in plaintext])

# Шифрование открытого текста
cipher = keystream ^ plaintext # XOR
print(cipher.astype(np.uint8).data.hex())
print([chr(c) for c in cipher])

Неправильный код на Pascal

Теперь рассмотрим неправильный код на Pascal, который пользователь пытался использовать для той же цели:

program rc4;
uses
    sysutils;
type
    myArray = array[0..255] of integer;
var
    S, keystream, cipher : myArray;
    key, plaintext, cipherString : string;
    i : integer;
function KSA(key : string) : myArray;
var
    i, j, key_length, temp: integer;
begin
    temp := 0;
    key_length := length(key);
    for i := 0 to 255 do
        S[i] := i;
    j := 0;
    for i := 0 to 255 do
    begin
        j := (j + S[i] + ord(key[i mod key_length])) mod 256;
        temp := S[i];
        S[i] := S[j];
        S[j] := temp;
    end;
    KSA := S;
end;
...

Проблема в том, что строки в Pascal считаются с 1, а не с 0, как в Python. Это приводит к тому, что индексация в массиве S и ключе в функции KSA работает некорректно, что вызывает различия в результатах между Python и Pascal.

Подтвержденный ответ

Для исправления ошибки в коде на Pascal, необходимо учесть, что строки в Pascal индексируются с 1, а не с 0. Следовательно, в функции KSA и при шифровании в цикле необходимо добавить 1 к индексу:

j := (j + S[i] + ord(key[i mod key_length + 1])) mod 256; // Исправлено: + 1
...
cipher[i] := (keystream[i] xor ord(plaintext[i + 1]));    // Исправлено: + 1

Также при выводе зашифрованного текста необходимо использовать правильный формат вывода:

for I := 0 to Length(plaintext) - 1 do
  Write(Format('%.2x', [Cipher[I]]));
Writeln;

Эти изменения позволят получить корректный результат, совпадающий с результатом работы кода на Python.

Альтернативные подходы

В случае, если вы сталкиваетесь с трудностями при переводе кода, всегда полезно обратить внимание на существующие библиотеки и инструменты, которые могут упростить задачу. Например, в среде Delphi вы можете использовать готовые компоненты или классы для работы с алгоритмами шифрования.

Заключение

Перевод алгоритма RC4 на Pascal требует внимательного учета особенностей языка и среды разработки. В данном случае, основной проблемой была разница в индексации строк в Python и Pascal, что привело к необходимости внести корректировки в исходный код.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Перевод алгоритма RC4 с Python на Pascal требует учета особенностей языка Pascal, в частности, индексации строк, которая начинается с 1, в отличие от Python, где она начинается с 0.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Шифрование ::