串流加密法
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在密碼學中，串流加密法（英語：Stream cipher），又譯為串流加密、資料流加密，是一種對稱加密演算法，加密和解密雙方使用相同偽隨機加密數據流（pseudo-random stream）作為金鑰，明文數據每次與金鑰數據流順次對應加密，得到密文數據流。實踐中數據通常是一個位（bit）並用異或（xor）操作加密。
該演算法解決了對稱加密完善保密性（perfect secrecy）的實際操作困難。「完善保密性」由克勞德·香農於1949年提出。由於完善保密性要求金鑰長度不短於明文長度，故而實際操作存在困難，改由較短數據流通過特定演算法得到金鑰流。
概述[編輯]
偽隨機金鑰流（keystream）由一個隨機的種子（seed）通過演算法（稱為：PRG，pseudo-random generator）得到，k作為種子，則G（k）作為實際使用的金鑰進行加密解密工作。
為了保證流加密的安全性，PRG必須是不可預測的。弱演算法包括glibc random()函數，線性同餘方法（linear congruential generator）等。
線性同餘方法[編輯]
線性同餘方法中，令r[0]為seed，r[i] =（a * r[i-1] + b）mod p，其中a，b，p均為常數，則可輕易順次推出整個金鑰流，從而進行解密。
一次性密碼本[編輯]
流加密攻擊[編輯]
多次使用同一密碼本[編輯]
一種嚴重的錯誤即反覆使用同一密碼本對不同明文進行加密。攻擊者可利用這種方式對密文進行解密。
用p表示明文，C表示密文，k表示種子，PRG表示金鑰流生成演算法，則：
- C1 = p1 xor PRG (k)
- C2 = p2 xor PRG (k)
攻擊者監聽到此段訊息（包含兩段相同金鑰流加密的密文）後，即可利用：
- C1 xor C2得到p1 xor p2
足量的冗餘（此處表示p1，p2）則可破解明文。
例子[編輯]
WEP[編輯]
一個失敗的例子即WEP網絡傳輸協定。
- 該協定中伺服器和客戶端共用同一金鑰流，該金鑰流由一段24位元的數據IV和一段金鑰組成，表示為PRG（IV || k），通過異或操作對明文數據流加密。而IV最多組合情況為224個（約16M大小），因而攻擊者可輕易暴力破解取得IV，或通過多次截取封包（當數據流量足夠大，金鑰流必定多次重複）最終得到明文。
- 另一個弱點在於，802.11網卡重新啟動後自動設置IV為初始狀態0。兩種情況下都能表明WEP安全性並不盡如人意。
WEP已被WPA和WPA2取代。
硬碟加密[編輯]
當硬碟使用流加密時，同樣會使用同一密碼本對不同文字進行加密，因而調換兩個文字中少量資訊，可以得到同樣的冗餘結果。避免這個問題的方案通常是避免使用流加密。
CSS[編輯]
eStream[編輯]
RC4[編輯]
Salsa20/Chacha20[編輯]
參考文獻[編輯]
參見[編輯]
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