AES 和 RC4 的區別

加密演算法 AES（高階加密標準）和 RC4（Rivest 密碼 4）都用於加密；但是，它們在安全性、用法和設計方面存在顯著差異。閱讀本文以瞭解更多關於 AES 和 RC4 的資訊以及它們彼此之間的區別。

什麼是 AES？

AES（高階加密標準）是一種流行的對稱分組密碼加密演算法，用於保護敏感資料。它於 2001 年被美國國家標準與技術研究院 (NIST) 選定，以取代過時的資料加密標準 (DES) 作為新的加密標準。

AES 的主要特徵

• 對稱加密 - AES 是一種對稱加密技術，這意味著它對資料加密和解密使用相同的金鑰。為了安全通訊，傳送方和接收方必須擁有相同的金鑰。

• 分組密碼 - 在加密和解密過程中，AES 使用固定大小的資料塊。塊大小為 128 位（16 位元組）。每個 128 位塊被細分為一個 4x4 位元組矩陣，稱為狀態。

• 金鑰大小 - AES 有三種金鑰大小：128 位、192 位和 256 位。方法中使用的輪數由金鑰大小決定。加密輪數越多，加密越安全，但過程越慢。

• 安全性 - 當使用適當的金鑰長度時，AES 經過了嚴格的研究，被認為非常安全。由於它能夠抵禦多種威脅，因此可用於在各種應用中保護敏感資料，包括安全通訊、金融交易和資料儲存。

AES 加密過程

• 金鑰擴充套件 - 為每輪加密生成輪金鑰，擴充套件初始加密金鑰。

• 初始輪 - 使用 AddRoundKey 方法，將第一輪金鑰與明文結合。

• 主輪 - 每輪都包含 SubBytes、ShiftRows、MixColumns 和 AddRoundKey 操作，輪數由金鑰大小決定。

• 最終輪 - 為提供更清晰的解密過程，最終輪繞過 MixColumns 操作。

AES 解密過程

AES 解密是加密的反向過程，使用相同的金鑰計劃，但使用 SubBytes、ShiftRows 和 MixColumns 的逆過程。對於加密和解密，AddRoundKey 操作是相同的。

什麼是 RC4？

Ron Rivest 於 1987 年發明了 RC4（Rivest 密碼 4）對稱流密碼加密技術。由於其簡單性和效率，它經常用於安全通訊和資料加密。但是，隨著時間的推移，發現了嚴重的安全性缺陷，導致其被棄用，並建議將其替換為更安全的演算法，例如 AES。

RC4 的主要特徵

• 對稱流密碼 - RC4 是一種對稱加密技術，這意味著它對加密和解碼使用相同的金鑰。它處理單個數據位元組（流），而不是像 AES 這樣的分組密碼那樣的固定大小的塊。

• 金鑰大小 - RC4 允許使用各種金鑰大小，範圍從 40 位到 2048 位。加密過程的複雜性由金鑰的長度決定。但是，由於某些限制，較長的金鑰並不總是為 RC4 提供更高的安全性。

• 偽隨機數生成器 (PRNG) - 為了生成密文，RC4 使用 PRNG 生成金鑰流，然後使用按位異或與明文合併。RC4 演算法嚴重依賴於金鑰流的生成。

• RC4 加密過程 - 生成金鑰流後，將其與明文使用按位異或結合以形成密文。

• RC4 安全問題 - 儘管過去廣泛使用，但 RC4 已被發現存在嚴重的安全性缺陷。“RC4 偏差”是最重要的缺陷，它會導致生成的金鑰流的分佈不均勻。這種偏差會導致統計相關性，如果攻擊者能夠訪問足夠的密文，則可以利用這些相關性來檢索明文的部分內容。

AES 和 RC4 之間的區別

下表重點介紹了 AES 和 RC4 之間的主要區別 -

結論

總之，AES 是一種強大且廣受認可的加密標準，可用於各種應用，而 RC4 是一種過時的演算法，具有已記錄的侷限性，不再推薦用於安全通訊。

Md. Sajid

更新於：2023-08-16

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