极客笔记密码算法 AES和RC4的区别
密码算法AES（高级加密标准）和RC4（Rivest Cipher 4）都用于加密，但在安全性、使用和设计方面存在显著差异。阅读本文以了解AES和RC4以及它们之间的区别。
什么是AES
AES（高级加密标准）是一种流行的对称分组密码加密算法，用于保护敏感数据。它于2001年被美国国家标准和技术研究院（NIST）选为取代过时的数据加密标准（DES）的新加密标准。
AES的主要特点
- 对称加密 − AES是一种对称加密技术，这意味着它在数据加密和解密时使用相同的密钥。要进行安全通信，发送者和接收者必须拥有相同的秘密密钥。
-
分组密码 − 在加密和解密过程中，AES使用固定大小的数据块。块大小为128位（16字节）。每个128位块被划分为4×4字节矩阵，称为状态。
-
密钥长度 − AES有三种密钥长度- 128、192和256位。方法中使用的加密轮数由密钥长度确定。加密轮数越多，加密越安全，但处理速度越慢。
-
安全性 − 在使用适当的密钥长度时，AES经过严格研究，并被认为非常安全。由于其对多种威胁的抵抗能力，它适用于保护各种应用中的敏感数据，包括安全通信、金融交易和数据存储。
AES的加密过程
-
密钥扩展 − 对于每个加密轮，初始加密密钥被扩展以生成轮密钥。
-
初始轮 − 使用AddRoundKey方法，首轮密钥与明文组合。
-
主轮 − 每轮由SubBytes、ShiftRows、MixColumns和AddRoundKey操作组成，轮数由密钥长度确定。
-
最终轮 − 为提供更清晰的解密过程，最后一轮绕过MixColumns操作。
AES的解密过程
AES解密是加密的逆过程，使用相同的密钥计划，但利用SubBytes、ShiftRows和MixColumns的逆过程。对于加密和解密，AddRoundKey操作是相同的。
什么是RC4
RC4（Rivest Cipher 4）是Ron Rivest于1987年发明的对称流密码加密技术。因其简单和高效而经常用于安全通信和数据加密。然而，随着时间的推移，发现了严重的安全漏洞，导致该算法被弃用，并建议用更安全的算法如AES来替代。
RC4的关键特点
- 对称流密码 − RC4是一种对称加密技术，意味着它使用相同的密钥进行加密和解码。它处理数据的个别字节（流）而不是像AES等块密码那样的固定大小块。
-
密钥长度 − RC4允许使用各种密钥长度，从40到2048位不等。加密过程的复杂性由密钥的长度确定。但是，由于特定限制，长密钥并不总是在RC4中提供更高的安全性。
-
伪随机数生成器（PRNG） − RC4使用PRNG生成密钥流，然后使用按位异或将其与明文合并以生成密文。RC4算法在密钥流的生成上依赖非常重要。
-
RC4加密过程 − 生成密钥流后，将其与明文使用按位异或相结合形成密文。
-
RC4安全问题 − 尽管在过去被广泛使用，但RC4被发现存在严重的安全漏洞。 “RC4偏差”导致生成的密钥流分布不均匀，这是最显著的缺陷。这种偏差导致统计相关性，攻击者可以利用这些相关性来检索部分明文，如果他们可以获得足够的密文。
AES和RC4之间的区别
下表突出了AES和RC4之间的主要区别−
| 性格 | AES | RC4 |
|---|---|---|
| 回合数 | 10（128位密钥），12（192位密钥），14（256位密钥） | 不适用（流密码） |
| 安全标准 | 被NIST批准为标准加密算法 | 由于漏洞而被弃用 |
| 密钥尺寸选择 | 128、192、256位 | 可变（通常为40至2048位） |
| 安全性 | 高度安全 | 容易受到偏见和统计攻击的影响 |
| 密钥计划 | 密钥扩展生成轮密钥 | 基于密钥的排列和伪随机生成 |
| 块尺寸 | 128位（16字节） | 不适用（流密码） |
| 密码分析努力 | 对足够长的密钥长度抵抗攻击 | 容易受到各种密码分析攻击的影响 |
| 加密速度 | 由于多个回合和密钥扩展而减慢 | 由于简单的设计和流密码特性而加快 |
结论
总之，AES是一个强大而广泛认可的加密标准，可以用于各种应用，而RC4是一种已过时的算法，有已记录的限制，并不再推荐用于安全通信。