Question

我正在学习密码学，我在Wikipedia上发表了以下声明：

键可以相同，也可以在两个键之间进行简单的转换。

当需要转换密钥时，密钥如何对称？更确切地说，“对称”不是指“相同”吗？

Answer 1

在对称密钥密码术中，通常在两个方向上使用相同的密钥（加密和解密）。它是对称，因为通过反转加密操作的内部顺序来执行解密。您提供的密钥的不同部分可能由算法在内部生成和使用（如AES中的情况） - 但显然这不是完全随机的，因为加密和解密过程将不得不逆转另一方面，因为这仍然是对称密钥加密。您可能知道，许多加密方法在内部都有多轮 - 通常对于每个轮次，从您提供的密钥生成子密钥或圆密钥。生成轮/子密钥的过程称为密码学中的密钥调度算法，标准AES使用the Rijndael key scheduling algorithm。

因此，在那里描述的转换将发生在您为加密和解密例程提供的密钥上。但是，您提供的密钥仍然是相同的（这就是重点），操作将全部“相同”但反之。

有一个关于crypto.stackoverflow.com的问题，询问AES-128（带128位密钥的AES），AES-196（196位密钥）和AES-256（256位密钥）的区别。您会发现PaŭloEbermann的答案对于进一步理解原始密钥如何转换为圆/子密钥非常有用。引自他的回答：

   k_0    k_1    k_2    k_3 ─→┃f_1┃─╮
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   k_40 ╯ k_41 ╯ k_42 ╯ k_43

密钥扩展以ki仅直接依赖于ki-1的方式工作和ki-Nk（其中Nk是密钥中的列数，即4 AES-128）。在大多数情况下，它是一个简单的⊕，但在每个Nk键之后列，应用非线性函数fi ....函数fi 非线性函数由AES S-box构建（应用于每个字节另外），旋转一个字节，和一个圆形常数的XOR 取决于i（这是对应于xi-1的GF（28）的元素，但是标准中还有一个表格。 然后是键选择算法简单地将k0 ... k3作为第一轮密钥，k4 ... k7作为第二个，直到k40 ... k43为最后一个。

Answer 2

Martin Dinov对使用密钥计划派生子密钥的方法有一个很好的解释。但是某些算法甚至可能不存在子键。即便如此，子密钥对于加密和解密都是对称的，那么不对称性在哪里呢？

更有可能的是维基百科暗示关键的推导。这在许多加密协议中使用，例如用于许多旅行卡。目前大多数旅行卡都是存储卡，每张卡包含一组（一组）对称密钥。这些密钥是通过使用唯一标识符（通常是非接触式芯片的UID，如MIFARE或DESFire）和主密钥执行密钥派生机制得出的。因此，卡终端具有主密钥，读取UID并计算卡特定密钥以获得读或写访问权。

因此，即使卡和终端在开始安全通信之前具有不同的密钥，卡密钥 - 然后可能是会话密钥 - 由终端的密钥导出机制导出。会话密钥 - 用于保护传输协议的密钥 - 有时使用某种认证的密钥协议协议（如Diffie Hellman）在高端芯片上计算。

当需要转换密钥时，密钥如何对称？

2 个答案: