流密碼
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在密碼學中，流密碼（英語：Stream cipher），又譯為串流加密、資料流加密，是一種對稱加密算法，加密和解密雙方使用相同偽隨機加密數據流（pseudo-random stream）作為密鑰，明文數據每次與密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密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算法得到密鑰流。
概述
[編輯]偽隨機密鑰流（keystream）由一個隨機的種子（seed）通過算法（稱為：PRG，pseudo-random generator）得到，k作為種子，則G（k）作為實際使用的密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。弱算法包括glibc random()函數，線性同餘方法（linear congruential generator）等。
線性同餘生成器
[編輯]線性同餘生成器中，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密鑰流，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表示密鑰流生成算法，則：
- C1 = p1 xor PRG (k)
- C2 = p2 xor PRG (k)
攻擊者監聽到此段消息（包含兩段相同密鑰流加密的密文）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網絡傳輸協議。
- 該協議中服務器和客戶端共享同一密鑰流，該密鑰流由一段24位的數據IV和一段密鑰組成，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獲取IV，或通過多次截取數據包（當數據流量足夠大，密鑰流必定多次重複）最終得到明文。
- 另一個弱點在於，802.11網卡重啟後自動設置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。
硬盤加密
[編輯]當硬盤使用流加密時，同樣會使用同一密碼本對不同文本進行加密，因而調換兩個文本中少量信息，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。
