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WipeID

基于流密码设计，密钥流的随机性参考 RC*算法;

加密方式基于原先RC4单纯的异或 代数加法运算更改为 乘法运算。

RC4算法 S-box 范围的256，不安全, 使用一个变量和 s-box 来随机化密钥流。

todo: 想到了更好的tips在修改把

• 引入随机数 nonce
• 使用非线性反馈移位寄存器保证 one-time pad

How to use

// unit.test   Example_HowtoUse method
using (WipeID wi = new WipeID())
{
    wi.SetCipherStream("this is key");
    byte[] input = new byte[]
    {
        0x90,0x90,0x90,0x90,
        0x90,0x90,0x90,0x90,
    };
    using (MemoryStream outs = new MemoryStream())
    {
        byte[] output = wi.Encrypt(input,outs);

        using (MemoryStream outs2 = new MemoryStream())
        {
            CollectionAssert.AreEquivalent(input, wi.Decrypt(output, outs2));
        }
    }
}

优缺点

优点

基于乘法运算可以极大的混乱原始痕迹，比如字符串加密时消除明文字符，这一点是古典密码中无法具备的

对于异或门加密，因为密钥的固定或密钥在Galois Field 伽罗瓦域即有限域内，对于抗穷举效果不太好。

使用乘法运算，配合加法，并且扩大了密钥流的范围，仅用作学习目的。

缺点

作者数学基础薄弱，算法本身可能存在问题，不建议在严格保密场景下使用。但作为chacha20替代在一线和木马流量加密场景下不需要引用第三方库。（只要密钥流随机性不可预测，流密码的优势还是有发挥余地的）

因为使用乘法对原始数据进行了操作，不能算是标准的流密码模式

Algorithm

密钥流生成器

密钥流生成参考 RC*算法

扩充了密钥流范围 > 256

加解密算法

简单说明文以 WORD 2字节（即一个字）进行处理

明文记作： P

密文记作： C

一个加密单元（一个字）的两个字节记作： L,R (left,right)

zenuml
    title 加密过程
    P->C: 对明文分组 WORD值
    C->P: L x R 结果是一个字 DWORD  保留R
    P->C: 循环对明文处理得到   DWORD,R 数据流 
    P->C: 数据流⊕ s-box

Loading

解密过程

解密过程则是以3个字节为一个单位： WORD / byte3 = WORD

WORD 字记作： W

byte3 记作： S (shadow)

zenuml2
    title 解密过程
    C->P: 数据流⊕ s-box 
    C->P: W / S  求余后的值 和 S (等同于加密前的L,R)

Loading

异常情况:

由于除数不能为0，在加密时会判断 L,R是否为0， 有一个为0，不做处理。后续进入 ⊕ s-box阶段处理0字节数据

对于明文长度不足 WORD整数倍的， 最后一个字节同理不处理

说明

以上只是非常简单的实现，如何利用强大的数学公式和某些特殊的超越数 (无理数) 优化例如 AES CTR模式中 IV 自增形式的 one-time pad 作为学习吧。