密钥，IV和随机数之间的主要区别是什么？

#1 楼

在对称密码学中，密钥是您保密的。任何知道您的密钥（或可以猜到它的密钥）的人都可以解密您用它加密的任何数据（或伪造您用它计算出的任何身份验证码，等等）。密钥加密，其中密钥有效地包含两个部分：允许解密和/或签名的私钥，以及允许加密和/或签名验证的公钥（从相应的私钥派生）。
从最广泛的意义上讲，IV或初始化向量只是用于启动某些迭代过程的初始值。该术语在几个不同的上下文中使用，并且在每个上下文中暗指不同的安全要求。例如，加密哈希函数通常具有固定的IV，它只是哈希函数规范中包含的任意常数，并在输入任何数据之前用作初始哈希值：

相反，大多数分组密码操作模式需要一个IV，该IV是随机且不可预测的，或者至少对于使用给定密钥加密的每个消息都是唯一的。 （当然，如果每个密钥仅曾用于加密一条消息，则可以使用固定的IV来避免。）此随机IV可确保每条消息的加密方式不同，这样就可以看到使用同一密钥加密的多条消息不会被使用。除了仅看到一条长消息，还可以向攻击者提供更多信息。特别是，它可以确保对同一条消息进行两次加密会产生两个完全不同的密文，这对于使加密方案在语义上是安全的是必不可少的。这样做，这将是关键，而不是IV。的确，在大多数情况下，即使您愿意，也要保留IV机密是不切实际的，因为收件人需要知道它以便解密数据（或验证哈希等）。从广义上讲，一个随机数只是“一个数字只能使用一次”。通常，对随机数的唯一要求是永远不要使用两次（在相关范围内，例如使用特定密钥进行加密）。
用于分组密码加密的唯一IV可以称为随机数，但其他各种密码方案也使用随机数。
“ IV”和“ nonce”这两个术语分别用于不同的分组密码操作模式，这存在一些差异：有些作者专门使用一种或另一种，而有些作者则使用一种或两种他们之间的区别。特别是对于CTR模式，有些作者将术语“ IV”保留为由随机数和初始计数器值（通常是全零位的块）的连接所形成的完整密码输入块，而另一些作者则不建议使用CTR模式的术语“ IV”。事实上，在CTR模式下随消息发送的随机数/ IV如何实际映射到初始块密码输入中，存在多种变体。
相反，对于CTR以外的模式（或相关模式） （例如EAX或GCM），术语“ IV”几乎普遍比“ nonce”更受青睐。对于CBC模式，尤其如此，因为它对IV的要求（特别是它们是不可预测的）超出了通常的随机数唯一性要求。

#2 楼

您提到的三个术语（键，IV，随机数）和另一个盐（salt）基本上描述了随机数，每个术语在另一种情况下使用。密钥用作密码基元的输入，并且应保密。

随机数是一个随机数，仅使用一次并在短时间内用于替换或转换为更好的值。 。初始化向量还用作密码基元的输入，以实现通常确定性基元的随机化。流密码被称为有状态密码，其中相同的密钥用于许多状态，而随机数用于确保不同的密钥流。因此，我们将IV用于分组密码的操作模式，而将nonce用于流密码。当我们谈论AES-CTR时，这有点令人困惑，因为我们将术语IV用作分组密码，并将术语nonce + counter用作流密码的状态。

出于完整性考虑，salt也是单向函数的某种初始化矢量，但其目标是为低熵输入实现附加熵，例如密码哈希。