流密碼在資訊安全中的用途是什麼?
流密碼是一種加密方法,其中將偽隨機密碼數字流與明文數字混合。此偽隨機密碼數字流用於每個二進位制數字,一次一位。這種加密方法對每個金鑰使用無限數量的偽隨機密碼數字。
流密碼可用於對稱金鑰加密,或在使用相同金鑰加密和解密資料時使用。流密碼使用需要金鑰的演算法,一次一位地加密任意長度的明文。
為了使這種型別的加密保持安全,其偽隨機密碼數字必須不可預測,並且金鑰不應重複使用。偽隨機密碼數字是透過許多需要數字移位暫存器的隨機種子值產生的。
每個數字的加密都取決於密碼的最近狀態,因此將此稱為狀態密碼。RC4 是一種常用的流密碼,通常用於軟體中。
流密碼有多種形式,例如自同步流密碼將金鑰流中的每個位元計算為金鑰流中前 n 個位元的函式。它被定義為“自同步”,因為解密過程僅通過了解它在 n 位金鑰流中的位置就可以與加密過程保持同步。
一個問題是錯誤傳播;傳輸中出現錯誤的位元會導致接收端出現 n 個錯誤的位元。同步流密碼以獨立於訊息流的方式生成金鑰流,但透過在傳送方和接收方使用相同的金鑰流生成函式。雖然流密碼不會傳播傳輸錯誤,但它們本質上是週期性的,因此金鑰流最終會重複。
流密碼的基本型別也將定義為流密碼的操作模式,因為它將顯示它們可以透過簡單且通用的構造相互轉換。同樣,一些由流密碼構建的密碼原語也將定義為流密碼的服務模式。
KG 模式中的一些流密碼可以透過讓下一個狀態函式也基於當前明文位元來轉換為 SCM 模式。在這方面需要尊重的主要因素是,單個明文位元的變化應該導致後續金鑰流(密文)序列中出現隨機的可見變化(前向傳播效應)。
KG 模式應該滿足相同的屬性,但涉及原始狀態位元的變化。因此,可以透過將明文位元插入一個或多個內部狀態位元(特別是那些具有顯著前向傳播效應的位元)來輕鬆實現適配。
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