25、对称密钥算法与加密攻击全解析

对称密钥算法与加密攻击全解析

1. 密钥长度与安全性

在加密领域，密钥长度对加密信息的安全性起着至关重要的作用。将密钥长度从 80 位增加到 128 位，会极大地增加猜测密钥的难度。假设存在一台每秒能搜索 10 亿个密钥的计算机，并且有 10 亿台这样的计算机，搜索所有可能的 128 位密钥仍需要 107830 亿年。考虑到太阳可能在未来 40 亿年内变成红巨星并摧毁地球，在当前已知的算法没有其他弱点的情况下，128 位加密密钥足以满足大多数加密需求。

近年来，量子计算领域备受关注。科学家推测有可能制造出专门用于破解加密密钥的原子级计算机。虽然量子计算机能够快速破解 56 位的 DES 密钥，但在合理时间内破解 128 位加密密钥的可能性极小。即便每秒能破解 1×10²³ 个密钥，尝试所有可能的 128 位加密密钥仍需要 1.08 亿年。

目前市场上存在一种趋势，倾向于使用越来越长的密钥。例如，Rijndael 算法可以使用 128 位、192 位或 256 位的密钥。如果 Rijndael 算法存在尚未发现的缺陷，导致一半的密钥位泄露，那么使用更长的密钥可能是有意义的，但具体为何要使用这些更长的密钥长度并不明确。

以下是不同密钥长度在不同计算速度下，使用特定技术搜索所有可能密钥所需的大致时间：
| 密钥长度 | 每秒搜索的密钥数 | 假定的密钥搜索技术 | 搜索所有可能密钥的大致时间 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| 192 位 | 1×10²³ | 2015 年的专用量子计算机？ | 2×10²⁷ 年 |
| 256 位 | 1×10²³ | 2015 年的专用量子计算机？ | 3.