AES vs RC4: Sự khác biệt và So sánh

Khi chúng ta trao đổi dữ liệu qua Internet, bắt buộc phải bảo vệ thông tin bí mật của chúng ta. Các thuật toán mã hóa như AES và RC4 được sử dụng để khôi phục bảo mật dữ liệu.

Các nhà mật mã học đã phát triển thuật toán hiệu quả này, thách thức đối với nhà phân tích mật mã bằng cách kết hợp các khái niệm từ toán học với khoa học máy tính.

Các nội dung chính

1. Advanced Encryption Standard (AES) là một thuật toán mã hóa đối xứng, trong khi RC4 là một thuật toán mật mã dòng.
2. AES được áp dụng rộng rãi và được coi là an toàn hơn do cấu trúc mật mã khối và độ dài khóa là 128, 192 hoặc 256 bit.
3. RC4, mặc dù nhanh hơn, nhưng đã biết các lỗ hổng và không còn được khuyến nghị cho các liên lạc an toàn.

AES so với RC4

Sự khác biệt giữa AES và RC4 là AES là mật mã khối, trong khi RC4 là mật mã dòng. Mã hóa khối và mã hóa luồng là các phân loại thuật toán đối xứng. Mật mã khối mã hóa văn bản thuần túy ở kích thước khối, trong khi mật mã luồng mã hóa từng chút một, tương tự như luồng của luồng.

AES, hay Tiêu chuẩn mã hóa nâng cao, được bắt đầu vào năm 1997 bởi Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) với các cuộc tấn công sắp tới vào DES. Ứng cử viên mã hóa tốt nhất.

Đã được chọn trong số mười lăm thuật toán khác được tham gia trong một cuộc thi mở để đáp ứng các thông số kỹ thuật của AES. AES kết hợp một khối 128-bit.

Và sử dụng 3 độ dài khóa cụ thể: 128, 192 và 256 bit. RC4, hay Rivest Cipher 4, được phát minh bởi Ron Rivest vào năm 1987.

Ông đã phát triển nó để bảo mật RSA. Nó là một mật mã luồng đối xứng mã hóa từng bit bản rõ bằng một khóa để chuyển đổi nó thành bản mã. Kích thước khóa bao gồm 64-bit hoặc 128-bit.

Ban đầu, RC4 vẫn là một bí mật cho đến khi nó được ra mắt công chúng. Mã của Ron là tên khác của anh ấy.

Bảng so sánh

Các thông số so sánh	AES	RC4
Định nghĩa	Advanced Encryption Standard là một mật mã khối đối xứng.	Rivest Cipher 4 là một mật mã dòng đối xứng.
Xuất xứ	AES được phát triển thông qua một cuộc thi mở vào năm 1997.	Ron Rivest đã phát triển RC4 vào năm 1987.
Bảo mật	AES an toàn hơn RC4.	RC4 không an toàn như AES.
Kích thước phím	128, 192 và 256 bit	64 hoặc 128 bit
Ứng dụng	SSL, TSL, v.v.	NASA, NIST, v.v.

AES là gì?

Năm 1997, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) đã tổ chức một cuộc thi mở rộng. Các nhà mật mã học từ các nơi khác nhau trên thế giới đã được mời trình bày các thuật toán của họ.

Họ phải đáp ứng các tiêu chuẩn đặt ra trong AES. Mỗi thuật toán được phân tích để tìm ra thuật toán phù hợp nhất vào năm 1999, và Rijndael cuối cùng là ứng cử viên được chọn.

AES là một mật mã khối sử dụng khóa đối xứng. Văn bản thuần túy đã nhập được mã hóa theo kích thước khối để chuyển đổi nó thành bản mã.

Kích thước bit được giới hạn ở 128 bit và các kích thước khóa là 128, 192 và 256 bit được sử dụng. Làm tròn khác nhau tùy thuộc vào kích thước của phím.

Có 10 vòng cho 128 bit, 12 cho 192 và 14 cho 256 bit. Chúng được gọi là AES128, AES192 và AES256.

Quá trình mã hóa trải qua bốn bước trong mỗi vòng. Càng nhiều vòng, mã hóa càng khó bẻ khóa.

Một khóa đối xứng được sử dụng, ngụ ý một chìa khóa duy nhất được thực hiện bởi cả người dùng và người nhận.

Một số điều kiện bảo mật cao được thiết lập bởi NIST như sau: 

•  Nó phải là mật mã khối sử dụng khóa đối xứng. 
•  AES phải có độ dài khóa linh hoạt. 
•  AES phải được xây dựng theo cách có thể tích hợp vào cả phần cứng và phần mềm. 
•  AES phải được xác định bởi công chúng.

RC4 là gì?

Năm 1987, Ron Rivest đã phát minh ra Rivest Cipher 4. Ông đã cải tiến nó để bảo mật RSA ổn định.

Bàn phím dùng một lần đã truyền cảm hứng cho khái niệm ban đầu, còn được gọi là mật mã Verman. Giống như AES, RC4 cũng là một thuật toán đối xứng không giống như AES, RC4 là một mật mã dòng.

Mã hóa của Rivest Cipher 4 được giữ bí mật cho đến khi mã được phát hành vào năm 1994 trong phạm vi công cộng. RC4 là một mật mã dòng được định hướng theo byte.

Mã hóa dữ liệu từng chút một. Chứa kích thước khóa 64-bit hoặc 128-bit. Quá trình mã hóa bao gồm một khóa bí mật chạy trên thuật toán RC4 để tạo bản mã.

Trong RC4, KSA và PRGA tạo ra dòng khóa. KSA là viết tắt của Key Scheduling Algorithm và PRGA là viết tắt của Pseudo-Random Generation Algorithm.

Chúng tôi sử dụng một dòng khóa duy nhất (XOR) kết hợp hoán vị 256 byte có thể xảy ra và một cặp con trỏ chỉ mục 8 bit. Tương tự như vậy, quá trình giải mã tuân theo một mẫu XOR tương tự.

Các ứng dụng khác nhau của RC4 là 

• SSL (1995)
• WEP (1997)
• TL (1999)
• WPA (2003)

Các loại mật mã Rivest 4

• Spritzer 
• RC4A 
• VPCP
• RC4A+

Mật mã dòng được sử dụng bởi RC4 đảm bảo thực hiện dễ dàng và do đó được sử dụng rộng rãi. Không giống như AES, RC4 thiếu tính bảo mật nghiêm ngặt, các luồng dữ liệu nhỏ không thể được mã hóa bằng cách triển khai RC4.

Sự khác biệt chính giữa AES và RC4

1. AES hoặc Advanced Encryption Standard là mật mã khối trong khi Rivest Cipher 4 là mật mã dòng.
2. Về bảo mật, AES an toàn hơn RC4.
3. AES được phát triển sau RC4, cái trước được khởi xướng vào năm 1997 và cái sau được phát triển vào năm 1987.
4. AES sử dụng 128, 192 và 256 bit, trong khi RC4 sử dụng kích thước khóa 64 bit và 128 bit.
5. AES có thuật toán phức tạp, trong khi mã hóa trong RC4 tương đối đơn giản.

dự án

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/1258477/
2. https://asat.journals.ekb.eg/article_23497.html