基于混沌的RC4加密算法

RC4属于对称加密算法，双方采用相同的密钥，加解密算法简单，但不便于密钥管理。为减少密钥协商次数，且使每个数据包加解密使用不同的密钥，在密钥协商结束后，WEP和TKIP都使用变化的IV向量来改变RC4的初始密钥，这就是我们今天要介绍的基于混沌的RC4加密算法。

基于混沌的RC4加密算法的工作原理

采用Logistic作为RC4的种子密钥发生器，随机生成序列密钥，增加密钥的随机性，且在加密的过程中，多个参数的不同取值使得在不需要设置IV向量的情况下，可达到不断改变RC4初始密钥的目的。

基于混沌的RC4加密算法的具体运行过程

基于混沌的RC4加密算法的具体运行过程如图所示，主要分为３个阶段：密钥协商，Logistic产生种子密钥及数据加解密。

一、密钥协商　

密钥协商过程采用IEEE802.11i的四次握手结构，实现动态密钥协商，整个密钥协商过程在STA与AP之间进行。

在握手过程中，共享密钥TKP并未在双方之间传输，所以密钥的安全性在双方之问得到了很好的保障。AP与STA四次握手成功后，双方载入由PMK生产单播密钥PTK：

PTK＝｛EK，CK，TK}

其中，TK为双方共享的数据加密密钥。我们今天介绍的基于Logistic混沌映射的RC4加密算法，就是将混沌映射的初始值、控制参数及取值的起始位置作为双方共享的加解密密钥进行协商，即：TK＝｛X0，_μ ，stat}

其中，X0为迭代初始值；_μ为控制参数；stat为RC4种子密钥取值的起始位置。

二、Logistic产生RC4的种子密钥

双方载入共享密钥TK后，利用｛X0， μ}进行Logistic迭代，产生一个随机数序列：X={X0，X1...}，若系统处于混沌状态，则可以构建一个真随机数序列，而该随机序列又是由X0，_μ_唯一确定的。由于Logistic产生的值都落在（0，1）范围内，为转化成RC4加密算法中初始置换S＝｛0，1...N一１，N（＝2^N）的种子密钥，需对产生的随机序列X进行如下运算，使取值在[0，255]之间：

Y＝mod（round（1000ｘx），255）

通过实验验证，当初始值X0相差10^-16时，产生的2个随机序列经过60次左右的迭代出现了明显的差异，形成2个完全不相同的随机序列，因此，在选取RC4种子密钥key时，应从60次迭以后代开始取值。

当传输的数据量非常大时，为使每个数据包使用不同的密钥加密，利用混沌系统对初始值的敏感性，在每次生成RC4种子密钥的过程中，将Logistic的初始值以10^-16进行递增。

三、数据加密与解密

在发送端A处，Logistic产生随机序列，并截取128bit的种子密钥key后，利用RC4加密算法对key进行新的一轮运算，产生最终用于数据加密的密钥流K(n）＝{k1,k2...}。RC4属于一种流加密算法，对明文文件加密时，需将明文转化成连续的符号或比特流P(n)＝{P1,P2....}，加密时用密钥流K(n）的第n个元素Kn与Pn进行异或运算，即：

E(n)＝P(n)⊕K(n)

其中，K(n)为RC4产生的密钥流；P(n)为明文。加密结束后，E(n)通过信道发送给接收端B。

在接收端，需对接收到的密文E(n)进行解密，RC4属于一种对称加密算法，加解密需使用相同的密钥流K(n)，可利用双方共享的密钥TK，通过Logistic混沌映射恢复RC4的种子密钥key，进而通过RC4加密算法产生相同的密钥流K’(n)，将密文的第N个元素E(n)与K’(n)异或即可恢复出明文，即：

D(n)＝E(n)⊕K’(n)

其中，K’(n)为通过共享密钥恢复的RC4密钥流；E(n)为密文；D(n)为解密恢复的明文。

如何防止企业内部开发代码被泄密？

       据统计报告，企业在遭遇数据泄露事件时，有百分之八十的概率是出现在内部人员身上。这表明，内部数据安全问题远远比网络攻击更加可怕。尤其是在研发型企业里，代码这种重要又值钱的数据，是最容易让别有用心之人动歪心思的。

       代码数据的泄露，对企业造成的打击和影响是不可估量的，对于研发部门来说，重要的数据可不仅仅是代码，还有很多核心数据需要保护。下面我们就从不同角度看看，有哪些技术手段可以保护代码不泄露。

一、对代码本身采用的技术手段

      1、代码混淆：也称为模糊处理，其技术原理是代码重命名，也就是说原先具有含义的方法名称，重命名为毫无意义的（A,B,C 诸如此类）。缺点：无法隐藏调用的系统的函数。

      2、代码隐藏：因为代码混淆改变了方法签名，在很多时候是有问题的，例如程序集要被其他人使用的时候。因为方法名变成了毫无意义的一些字符，将造成使用者极大的麻烦，也可能导致现有引用程序集的失效。

      3、非托管代码编：使用非托管代码编写核心代码（例如核心算法），然后使用平台交互的方式进行调用，非托管代码比较难反编译。

      4、强名称签名：这种方法，用通俗的话说就是对文件按照Microsoft的算法对文件进行Hash，然后将hash出来的数据（public key token ）写入文件。在运行或者对文件进行调用的时候，SDK会检查public key token ，若不符合则抛出异常，退出。

      5、代码加密：改变MSIL和JIT的通信，根据底层的需要来解密代码。破解的难度大，较安全，内存无完整代码。但是这种方式可能会导致编程的难度大，若利用专门的加密软件，则会加大系统的开发成本。

      6、代码本地化：代码完全编译成本机代码，同win32下的应用程序一样，完全失去了.NET的优越性。

      7、代码加水印：简单的说，就是让特定的字符串以图片的形式，绘制在程序的界面上，用来提示软件是否注册，这种保护方法，关键的地方就是对图片绘制条件的判断，如果仅仅是用true 或者false 来判断，就形同虚设了。

二、研发部门内部管控手段

      8、禁用U口：企业可以通过禁用USB接口，这种方式可以有效防止恶意的数据拷贝，如果需要对外发送的话，需要经过审核后由专人拷贝出来再外发。

      9、控制访问权限：网站白名单，只允许访问工作需要的网站，其他一律禁止掉。这个算是比较严格的限制方式了。采用应用过滤，禁止掉所有的文件传输、网盘、邮件等。这个方案相对有效，但是不能排除通过未知的应用协议来传文件，而且会给日常工作带来一些不便。

      10、部署DLP数据防泄漏系统：有条件的企业可能会在内外网边界部署DLP数据防泄漏系统，所有内部向外部发出的数据，都要经过DLP系统的内容扫描，在确保不包含敏感信息的情况下才允许发出。这也是比较常见的一种方式，可以有效防止各个渠道的外发泄密。

      11、第三方身份验证：现在有许多基于标准且高度安全的身份验证产品可供选择，这样的话，你的员工/客户等等就不需要一个个记住账号密码了，这样就能减少账号泄密的风险了。

      12、服务器上备份文件：及时的将重要文件备份，以便丢失后能及时找回，同时可以减少无意的泄密带来损失。

      13、特殊部门不允许进行文件外发：比如研发部门或者财务部门这种核心和敏感数据较多，不允许他们直接的对外发送文件，如果需要发送的话，需要经过审批后，由专人进行发送。

      14、监控电脑的文件外发动作：这个就需要有带有监控功能的软件了，可以监控到每个人的电脑操作行为，一旦产生外发动作，就会给管理员发出警报。

      15、云桌面：云桌面也是一种很流行的方式，很多研发型企业都在使用，它的成本比较低，使用灵活，可以快速响应企业和开发需求，比如企业规模扩大时，可快速实现资源配置和扩展。最重要的是，数据都集中在服务器上，开发人员的终端不再保存数据和存储，实现代码等数据不落地，对于企业来说，不仅仅是便于管理了，而且更能保障信息安全。

      16、网络隔离：这个算是目前最流行的方式了。将研发网与办公网、测试网、外网等进行隔离，防止不同部门、不同业务之间的违规数据交换。通过网络隔离的方式，可以有效防止内部核心代码数据泄露。

      17、对企业数据信息存储介质做渗透测试：渗透测试是完全模拟黑客可能使用的攻击技术和漏洞发现技术，对目标系统的安全做深入的探测，发现系统最脆弱的环节。

      18、内部设备的管理：很多企业会疏于对打印机、传真机等设备的管控，殊不知这些也是泄密渠道之一。必要的时候可以安装一些打印管理软件，实现打印内容监控、打印计数、打印审核等。

三、防止外部攻击的方法

      19、使用多种抵御手段：安装各种防火墙、入侵检测系统、DDoS防护服务、防病毒等产品来防范黑客的攻击和病毒的入侵。可以有效抵御外部的攻击导致的数据泄露，对企业整个网络安全环境起到一定的保护作用。

      20、监视攻击：有很多很好的监控工具，但是需要投入时间和精力来确保随时可以监控到异常。选择监控系统时，得确保知道自己在监控什么以及如何回应。

      21、分析各种网络日志：日志的搜集与分析可帮助企业侦测针对性攻击。IT和安全人员可从中发现关于黑客的一些宝贵信息，例如黑客如何进入网络，以及黑客的攻击策略。

      22、高防服务器：高防服务器就是能够帮助网站拒绝服务攻击，并且定时扫描现有的网络主节点，查找可能存在的安全漏洞的服务器类型。

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