Criptografía (CCLIX): Cifrado RC4 en python

Continúo poniendo scripts de programación en python para automatizar tareas que tengan relación con la criptografía.

En esta entrada incluyo un script en python para el cifrado y descifrado utilizando el cifrado RC4.

Ya expliqué en este post qué es y las tres etapas en las que consiste el cifrado utilizando este criptosistema, pero antes de poner el script lo recuerdo muy brevemente.

RC4 es un algoritmo de cifrado simétrico (se utiliza la misma clave para cifrar y para descifrar) y de flujo ('Stream cipher'), es decir, opera habitualmente byte a byte sobre un texto en claro o mensaje a cifrar y una secuencia cifrante, pero puede operar sobre cualquier tamaño (bit a bit,...).

- Cifrar:

- Descifrar:

Para descifrar basta con realizar la operación XOR de cada byte del criptograma con cada byte de la secuencia cifrante para obtener el texto en claro.

- Script python del cifrado RC4:

El script es el siguiente: 

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

# CIFRADO RC4:
#
# Cifra y descifra textos en claro y criptogramas, respectivamente,
# utilizando el criptosistema RC4.
#
# http://mikelgarcialarragan.blogspot.com/

import string

def KSA(K):
    print('')
    print('*** Inicialización del vector de estado (KSA, key-scheduling algorithm)')
    print('[+] Carga del vector de estado (S) con los números secuenciales del 0 al 255')
    S = []
    for i in range(256):
        S.append(i)
    j=0
    print('[+] Intercambio de elementos del vector de estado (S)')
    for i in range(256):
        j = (j + S[i] + ord(K[i % len(K)])) % 256
        S[i],S[j] = S[j],S[i]
    return S

def PRGA(L,S):
    print('')
    print('*** Generación del flujo de cifrado (PRGA, pseudo-random generation algorithm)')
    print('[+] Generación de la secuencia cifrante pseudoaleatoria KS')
    KS = []
    secuencia_cifrante = ''
    i=j=0
    for l in range(L):
        i = (i + 1) % 256
        j = (j + S[i]) % 256
        S[i],S[j] = S[j],S[i]
        k = S[(S[i] + S[j])% 256]
        KS.append(k)
        secuencia_cifrante += hex(KS[l])[2:].zfill(2)
    print('[+] Secuencia cifrante (en decimal):', KS)
    print('[+] Secuencia cifrante (en hexadecimal):', secuencia_cifrante)
    return KS

def cifrar(M,KS):
    print('')
    print('*** Cifrado: XOR de cada byte mensaje a cifrar con cada byte secuencia cifrante')
    C = []
    criptograma = ''
    for i in range(len(M)):
        C.append(ord(M[i])^KS[i])
        criptograma += hex(C[i])[2:].zfill(2)
    print('[+] Criptograma (en decimal):', C)
    print('[+] Criptograma (en hexadecimal):', criptograma)

def descifrar(C,KS):
    print('')
    print('*** Descifrado: XOR de cada byte criptograma con cada byte secuencia cifrante')
    criptograma = []
    for i in range(0, len(C), 2):
        criptograma.append(int(C[i:i+2],16))
    mensaje = ''
    for i in range(0, len(criptograma)):
        mensaje += chr(criptograma[i]^KS[i])
    print('[+] Mensaje descifrado:', mensaje)

def main():
# MENÚ:
# Se presenta el menú para que se seleccione una opción.
    salir = False
    while not salir:
        print ("")
        print ("*** MENÚ *****************************************")
        print ("1. Cifrar.")
        print ("2. Descifrar.")
        print ("3. Salir.")
        print ("")
        opcion = input("Por favor, seleccione una opción: ")
        if opcion == "1":
            print ("")
            print ("--- CIFRAR:")
            # Cifrar: Se introducen el texto en claro y la clave.
            M = input('Texto en claro a cifrar: ')
            K = input('Clave: ')
            S = KSA(K)
            KS =PRGA(len(M),S)
            cifrar(M,KS)
        elif opcion == "2":
            print ("")
            print ("--- DESCIFRAR:")
            # Descifrar: Se introducen el criptograma y la clave.
            C = ""
            while C ==  "" or len(C)%2 != 0 or not all(digito in string.hexdigits for digito in C):
                C = input('Criptograma a descifrar (bytes hexadecimales): ').lower()
                if C !=  "" and len(C)%2 == 0 and all(digito in string.hexdigits for digito in C):
                    K = input('Clave: ')
                else:
                    print ("*** ERROR: El criptograma a descifrar debe estar formado por bytes hexadecimales.")
            S = KSA(K)
            KS =PRGA(len(C)//2,S)
            descifrar(C,KS)
        elif opcion == "3":
            print ("*** FIN ******************************************")
            salir = True
        else:
            print ("*** ERROR: Opción no válida.")
	
if __name__ == '__main__':
    main()

Lo ejecuto:

- Cifrar:

- Descifrar: