序列密码又称流密码，原理是明文流和密钥流按顺序逐位异或运算，从而产出密文流，序列密码属于对合运算。
以下是典型的序列密码RC4的加解密算法实现。其中秘钥流产生算法由RSA和PRGA两个核心子算法组成。
# coding:utf-8
# RC4 python实现代码
# 仅支持128位ASCII码字符文本加解密，要支持任意输入需要更换编码方式
# 秋风木叶 2019-3-27
from FrankTools import ItoB, XOR, StoB, BtoS, swap
def KeyGenerator(K, n):
# RSA(The Key-Scheduling Algorithm)
# 秘钥调度算法
S = [i for i in range(0, 256)]
R = []
for i in range(0,256):
R.append(ord(K[i % len(K)]))
j = 0
for i in range(0,256):
j = (j + S[i] + R[i]) % 256
S[i], S[j] = swap(S[i], S[j])
#print('随机化后的S {}'.format(S))
# PRGA(The Pseudo-Random Generating Algorithm)
# 伪随机子密码生成算法
i = 0
j = 0
K_list = []
while(n):
i = (i+1)%256
j = (j+S[i])%256
S[i],S[j] = swap(S[i],S[j])
t = (S[i]+S[j])%256
K_list.append(S[i])
# K_list存储生成的秘钥
n -= 1
# 秘钥转换为二进制序列
k=''
for i in K_list:
k += ItoB(i)
#print('秘钥序列为：{}'.format(BtoS(k)))
return k
def Encrypt(M, K):
M_list = StoB(M)
K_list = KeyGenerator(K, len(M))
#print('------------{0},{1}'.format(len(M_list),len(K_list)))
#print(M_list,K_list)
return XOR(M_list,K_list)
def Decrypt(C, K):
C_list = C
K_list = KeyGenerator(K, len(C)/8)
#print('----------------{0},{1}'.format(len(C_list),len(K_list)))
#print(C_list,K_list)
return BtoS(XOR(C_list, K_list))
if __name__=='__main__':
#print('\n>>>Test!')
M = 'MING CHEN WU DIAN FA DONG FAN GONG'
K = 'XING CHUI PING YE KUO YUE YONG DA JIANG LIU'
C = Encrypt(M, K)
M1 = Decrypt(C, K)
print('明文加密之后产生的密文是: {}'.format(C))
print('解密出的明文是: {}'.format(M1))
其中引用了FrankTools模块中的ItoB, XOR, StoB, BtoS, swap函数，FrankTools模块中将常用函数打包以便调用，展示如下：
# coding:utf-8
# Frank的工具箱
# 凌云工具箱
# 起因：前几天用python实现了几种古典密码算法，期间频繁涉及到字符串、二进制、数字串之间的转换，
# 前几次都是在多个文件中分别去写，一点也不美，现在将其打包在一起，我也可以增加一些其他功能，构成
# 我的专属工具箱O(∩_∩)O哈哈~
# 更新日期 2019.3.29
# 更新内容：新增swap()函数
'''
ItoB(int n):
功能：数字转二进制
输入：0-255之间的整数
返回：8位二进制字符串，不足8位用0补齐
CtoB(char ch):
功能：单字符转二进制
输入：单字符;
返回：8位二进制字符串，不足8位用0补齐。
BtoS(string s):
功能：将二进制字符串转为字符串;
注意：每8位二进制对应一个字符，无奇偶校验;
返回：转换后的字符串。
OXR(string L, string R):
功能: 将另个二进制字符串逐位进行异或运算;
输入：两个等长二进制字符串;
输出：异或运算后的等长二进制字符串。
swap(a, b):
用于交换a, b两个变量的值
'''
# 数字转二进制，不足八位补0
# （二进制结果以字符串的形式提供）
def ItoB(I):
'''
功能：数字转二进制
输入：0-255之间的整数
返回：8位二进制字符串，不足8位用0补齐
'''
if(isinstance(I,int) == False or I < 0 or I > 255):
return '参数错误！'
BinarySequence = ''
while(True):
if(I % 2 == 0):
BinarySequence += '0'
else:
BinarySequence += '1'
I = I // 2
if(I == 1):
break
#print(OrdCh,BinarySequence)
BinarySequence += '1'
# 补齐8位
length = 8 - len(BinarySequence)
while(length):
BinarySequence += '0'
length -= 1
#print('BinarySequence:{}'.format(BinarySequence))
return BinarySequence[::-1]
# 字符串（或单字符）转二进制，单字符不足n位补0
# （二进制结果以字符串的形式提供）
def StoB( S, n=8):
'''
功能：字符串转二进制
输入：字符串s, 每个字母位数n(默认值为8，实际输入至少7)
返回：二进制字符串，单字符不足n位用0补齐
'''
if(isinstance(n,int) == False or n < 7):
return '参数错误！'
Bin = ''
for c in [ord(i) for i in S]:
#print('c',c)
bin_unit = ''
while(True):
if(c % 2 == 0):
bin_unit += '0'
else:
bin_unit += '1'
c = c // 2
if(c == 1):
break
bin_unit += '1'
# 补齐n位
length = n - len(bin_unit)
#print(length)
while(length):
bin_unit += '0'
length -= 1
#print(length,bin_unit)
#print(bin_unit)
Bin += bin_unit[::-1]
return Bin
# 二进制转字符串（或单字符）
def BtoS(Bin,n=8):
'''
功能：将二进制字符串转为字符串
注意：每n位二进制对应一个字符，无奇偶校验
返回：转换后的字符串
'''
St = ''
OrdCh = 0
length = n
for i in Bin:
length -= 1
OrdCh += (ord(i)-ord('0'))*(2**length)
#print(length,i,OrdCh)
if(length == 0):
St += chr(OrdCh)
length = n
OrdCh = 0
return St
# 二进制异或运算
# exclusive OR，缩写成xor
def XOR(L, R):
'''
功能: 将两个二进制字符串逐位进行异或运算
输入：两个等长二进制字符串
输出：异或运算后的等长二进制字符串
'''
result = ''
for i,j in zip(L, R):
#print(i,j)
if(i == j):
result += '0'
else:
result += '1'
#print('result:{}'.format(result))
return result
# swap
def swap(a,b):
'''
输入：a,b;
输出：b,a.
'''
return b,a
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