流密码和一次性密码有什么区别？

#1 楼

“流密码”一词没有普遍接受的定义。但是我最常遇到的问题如下：流密码是一种对称加密算法，它接受任意位（或字节）序列作为输入，例如：


输出等于输入的长度（无填充）；对于任何$ n $（可能是任何$ n $（如果我们将自己限制为字节，则为8的倍数）），第一个$ n $输出位仅依赖于密钥和前$ n $个输入位，而不考虑后续输入位的值。

从这个意义上讲，一次性填充是一种流密码。在CTR模式或CFB模式下使用的分组密码也是流密码。注意，后者不是“与从密钥独立于输入数据生成的流进行异或”的类型。您链接到的Wikipedia页面谈论“同步流密码”和“自同步流密码”。

但是，一次性密码夹的最终安全性取决于密钥大小：它是坚不可摧的因为它假定密钥与消息一样长，并且是由不可预测的机制生成的。如果您使用更常规的流密码在较小的固定大小的密钥上生成填充，则它不再是一次性填充，而只是“常规”流密码。 “一次性密码”一词专门指的是使用真正随机长键的神话式方案。因此，虽然“一次性密码”是流密码，但“密码”不是“一次性密码”。

#2 楼

一次性密码和流密码之间的一个重要区别是一次性密码的安全性证明。香农证明一次性垫提供了完美的保密性。他还提供了另一种有趣的证据，对这一讨论很有趣。他的证明是，除非密钥至少与消息一样长，否则任何密码都无法提供完美的保密性。因此，我们知道，除非流密码满足该要求，否则它不能提供完美的保密性。但是，仅仅因为它满足了这一要求并不意味着它会自动提供完美的保密性。

现在，关于它们是否相同，答案是否定的。一次性键盘使用固定长度的密钥（其中长度至少是消息的其他要求之一）和异或运算的周期（即没有密钥扩展/流生成）。

#3 楼

从数学上讲。流密码的熵以密钥大小为上限。

另一方面，一个时间片的熵以明文大小为上限。

对于真正的一次性填充和良好的流密码，此界限很严格。

#4 楼

引用密码学和网络安全性（William Stallings，第7.4节）和其他来源（例如，https：//www.fourmilab.ch/hotbits/）

流密码类似于一次性密码但是确切的区别在于，
一次性密码使用真正的随机数流，而流密码使用伪随机数流
由计算机通过确定性过程计算出的伪随机数，根据定义随机。掌握了用于创建数字及其内部状态的算法的知识之后，您就可以预测随后调用该算法返回的所有数字，而对于真正的随机数，则不需要一个数字或任意长的数字序列预测要生成的下一个数字的任何方法。

#5 楼

更重要的是，无论您使用多少个不同的密钥流，流密码只能产生一个纯文本。因此，即使您使用真正的RNG实现了流密码机，并且不间断地输入了比特流，仍然可以进行蛮力攻击，因为您一直尝试直到获得有意义的东西。 >
一次性键盘可以产生与密文大小相同的任何明文，具体取决于您使用的是不同的密钥流。意味着您可以继续尝试，但是会得到很多有意义的东西。

因此，除非您具有用于解码消息的确切填充，否则您将永远不会知道偶然发现的可能的纯文本中的哪一个是正确的，甚至即使您已找到正确的明文。 br />
那是完美的秘密。当您甚至无法告诉您是否已经破解了该消息时。

#6 楼

托马斯·珀金（Thomas Pornin）的最后一段是正确的，但是这个概念仍然经常被人误解，以至于我想加2美分。

从外行的角度来看，如果您确实有一种实现了一次性的功能，垫，它会是什么样？它必须涉及生成真正随机密钥流的物理机器。该机器不会输入任何密码，密钥或种子作为输入-而是会使用物理学的属性生成真正的随机位，前提是假设在存在真正随机性的情况下物理学是正确的。请注意，由于这些位是真正随机生成的，因此无法再次导出，这意味着机器还必须输出这些密钥流位，以便您可以将它们物理地传递给预期的接收者，从而允许他解密密文。顺便说一句，当我说“实际交付”时，这意味着要上飞机或乘汽车，前往目的地，然后将零碎的物品交给接收者。为什么不使用公钥交换呢？可以，但是这样做会以失去完美的保密性为代价，因此这样做会首先破坏使用一次性键盘的全部目的。

此时，您可能以为这太疯狂了，如果可以的话，那么恭喜您：现在您了解了为什么它只是一个理论构造，而不太可能在实践中实现。取而代之的是，我们今天使用的是依赖于实用性理论的密码学。

从外行的角度来看，流密码是对一种实际构造的尝试，这种构造“感觉像”一次性垫，但缺乏完美的保密性。它不需要物理机器即可实现。它不是输入真正的随机性，而是输入密码，密钥或种子，然后将其扩展为一长串位，这些位是从该输入派生的。可以使用相同的密码/密钥/种子来一次又一次地获得这些相同的位，因此为了使接收者解密，它们只需要获取该输入即可。而且由于它不具有完美的保密性，而仅取决于复杂性理论，因此当您使用公共密钥密码交换该密钥时，您什么也不会损失。

要点：几乎所有您将要做的事情在实践中见过一次一次性的“感觉”并不是真正的一次性。它是流密码。人们不应该将任意流密码标记为一次性密码，因为他们完全没有意义。一次性密码是理论概念，流密码是实际的模仿，但是缺乏使一次性密码成为其本质的安全性。

#7 楼

最重要的区别在于它们的安全级别。 OTP具有完美的保密性，但是流密码具有计算的保密性。另一个区别是它们在现实世界中的使用。由于流密码本身的结构和密钥长度，可以在我们的现实世界中使用流密码，但是关于OTP密码，产生一个一次性密码并仅使用此密码一次，是如此困难（在许多情况下是不可能的），并且具有密码的大小大于或等于明文的长度，导致使用此密码在现实世界中不切实际。我们可以说，流密码是OTP的弱模型，它使OTP在现实世界中变得实用。