RC4 (Rivest Cipher 4 / ARC4) คืออะไร?
RC4 เป็น Stream Cipher ที่ออกแบบโดย Ron Rivest ในปี 1987 สำหรับ RSA Security ใช้ Key ขนาด 40-256 bits ทำงานแบบ Byte-oriented รวดเร็ว เรียบง่าย กำลังใจเป็นที่นิยมอย่างกว้างขวางในอดีต
การทำงานพื้นฐาน
- Key Scheduling Algorithm (KSA): เริ่มต้น State Array (S-box) 256 bytes จาก Key
- Pseudo-Random Generation Algorithm (PRGA): สร้าง Keystream Byte ต่อเนื่อง
- Encryption: Ciphertext = Plaintext XOR Keystream
- Decryption: Plaintext = Ciphertext XOR Keystream (Symmetric)
การใช้งานในอดีต (Legacy Usage)
- SSL/TLS: HTTPS (จนถึง TLS 1.2 - Deprecated in RFC 7465)
- WEP (Wired Equivalent Privacy): Wi-Fi Security มาตรฐานแรก (แฮกได้ในนาที)
- WPA (TKIP): ไม่ใช่ RC4 โดยตรง แต่ใช้ RC4 เป็น Core Cipher
- Microsoft Office: การเข้ารหัสไฟล์เก่า (RC4 CryptoAPI)
- BitTorrent, Skype, RDP (เก่า), SQL Server (เก่า), Kerberos (เก่า)
ช่องโหว่ร้ายแรง (Critical Vulnerabilities)
| ช่องโหว่ | คำอธิบาย | ผลกระทบ |
|---|---|---|
| Keystream Bias (Fluhrer, Mantin, Shamir - 2001) | Byte เริ่มต้นของ Keystream มี Bias (ไม่สุ่ม) โดยเฉพาะ Byte ที่ 1-256 | WEP Cracking (Aircrack-ng) ใช้ IV เยอะๆ ได้ Key ในนาที |
| RC4 NOMORE (2015) | บีาสใน Keystream ทำให้ Recover Plaintext ได้จาก Ciphertext จำนวนมาก (HTTPS Cookies) | Session Hijacking, Cookie Theft ใน TLS/SSL |
| Bar Mitzvah Attack (2015) | Bias ใน Byte แรกๆ ของ Keystream ใช้โจมตี TLS | Decrypt HTTPS Traffic |
| Related Key Attack | Key ที่คล้ายกัน สร้าง Keystream ที่เกี่ยวข้องกัน | Key Recovery |
| No Authentication/Integrity | Stream Cipher ต้องการ MAC แยก (EtM) ไม่มี Built-in AEAD | Bit-flipping, Malleability |
สถานะปัจจุบัน: DEPRECATED / PROHIBITED
- RFC 7465 (2015): Prohibiting RC4 in TLS
- PCI DSS: ห้ามใช้ RC4
- NIST SP 800-131A: Disallowed หลัง 2015
- Browser Vendors: Chrome, Firefox, Edge, Safari ลบ RC4 Support แล้ว
- TLS 1.3: ไม่รองรับ RC4 (เฉพาะ AEAD: AES-GCM, ChaCha20-Poly1305)
ตัวอย่างโค้ด Python (เพื่อการศึกษาเท่านั้น - ห้ามใช้จริง)
def rc4_ksa(key):
S = list(range(256))
j = 0
for i in range(256):
j = (j + S[i] + key[i % len(key)]) % 256
S[i], S[j] = S[j], S[i]
return S
def rc4_prga(S):
i = j = 0
while True:
i = (i + 1) % 256
j = (j + S[i]) % 256
S[i], S[j] = S[j], S[i]
yield S[(S[i] + S[j]) % 256]
def rc4_encrypt(key, plaintext):
S = rc4_ksa(key)
keystream = rc4_prga(S)
return bytes([c ^ next(keystream) for c in plaintext])
ตัวเลือกแทนที่ (Modern Alternatives)
| Algorithm | Type | ใช้ใน |
|---|---|---|
| AES-GCM | AEAD Block Cipher | TLS 1.2/1.3, IPsec, SSH, WireGuard |
| ChaCha20-Poly1305 | AEAD Stream Cipher | TLS 1.2/1.3, WireGuard, SSH, QUIC |
| AES-CCM | AEAD Block Cipher | IoT, 802.11i (WPA2), TLS |
| ASCON | Lightweight AEAD | NIST Lightweight Crypto Winner (IoT) |
สรุป
RC4 ต้องห้ามใช้ในระบบใหม่ทุกประเภท หากพบใน Legacy System ให้วางแผน Migration ทันที ใช้ AES-GCM หรือ ChaCha20-Poly1305 แทน ซึ่งให้ Confidentiality + Integrity + Authenticity (AEAD) ในอัลกอริทึมเดียว
