RC4 Stream Cipher Algorithm

Rivest 是MIT教授，RSA发明人之一，那个R。(Ronald L. Rivest')。
http://people.csail.mit.edu/rivest/
此人是密码学集大成者，主要成果有：RSA公钥加密算法；MD2-MD5系列hash算法；RC2-RC6系列对称加密算法。

RC4是Rivest 在1987年设计的密钥长度可变的流加密算法。起初是RSA公司私有的商业机密。
在1994年9月，它的算法被人匿名发布在互联网上，从此公开。
现在广泛应用在网络传输上。
RC4也被叫做ARC4（Alleged RC4,所谓的RC4），因为RSA从来就没有正式发布过这个算法。
可以参看：
linux-2.4.35.2cryptoarc4.c

算法非常简单美妙。就是256内的加法，置换，异或。
由于简单，所以速度极快，算法的速度可以达到DES的10倍左右。
算法描述就几行代码。三行代码，产生一个伪随机器。很难再找出这么短小精悍的算法。
为了安全起见，建议密钥长度大于128 bits(16字节)。

// rc4 Stream Cipher Algorithm

typedef unsigned char u8;

typedef struct rc4_key_ctx{
    u8 state[256];
    u8 x;
    u8 y;
} rc4_key;

void rc4_set_key(u8 *pass_data, unsigned int pass_len, rc4_key *key);
void rc4_crypt(u8 *buf_out, u8 *buf_in, unsigned int buf_len, rc4_key *key);

__inline void swap_byte(u8 *a, u8 *b)
{
    u8 swap;
    swap = *a;
    *a = *b;
    *b = swap;
    return;
}

// pass_len: 1 bytes - 256 bytes
void rc4_set_key
(u8 *pass_data, unsigned int pass_len, rc4_key *key)
{
    u8 *p;
    unsigned int i,j,k;

    key->x = 0;
    key->y = 0;
    p = &key->state[0];
    for (i = 0; i < 256; i++)
        p[i] = i;

    j = k = 0;
    for (i = 0; i < 256; i++) {
        j = ( j + pass_data[k] + p[i] ) & 0xFF;
        swap_byte (&p[i], &p[j]);
        k++;
        if(k >= pass_len)
            k = 0;
    }
    return;
}

void rc4_crypt
(u8 *buf_out, u8 *buf_in, unsigned int buf_len, rc4_key *key)
{
    u8 x;
    u8 y;
    u8 *p;
    u8 *p_in, *p_out;

    x = key->x;
    y = key->y;
    p = key->state;
    p_in = (u8 *)buf_in;
    p_out = (u8 *)buf_out;

    while(buffer_len--) {
        x = (x + 1) & 0xFF;
        y = (y + p[x])& 0xFF;
        swap_byte (&p[x], &p[y]);
        *p_out++ = *p_in++ ^ p[(p[x] + p[y])&0xFF];
    }

    key->x = x;
    key->y = y;
    return;
}