Unterschied zwischen AES und RC4 (mit Tabelle)

Die Wahrung unserer privaten Daten beim Informationsaustausch über das Internet ist von entscheidender Bedeutung. Zur Gewährleistung der Datensicherheit werden kryptografische Techniken wie AES und RC4 eingesetzt. Kryptographen haben diese hervorragende Methode entwickelt, die für einen Kryptoanalytiker schwierig ist, indem sie Elemente aus Mathematik und Informatik vermischten.

AES gegen RC4

Der Hauptunterschied zwischen AES und RC4 besteht darin, dass sie separate Chiffren verwenden. AES blockiert die Verschlüsselung, die Blockgrößen verwendet, um Klartext zu codieren. Auf der anderen Seite ist RC4 ein Stream-Verschlüsselungsalgorithmus, der Stück für Stück verschlüsselt, ähnlich wie ein Stream fließt.

Als Reaktion auf die drohenden DES-Herausforderungen begann NIST 1997 mit der Entwicklung des Advanced Encryption Standard. Der beste Verschlüsselungskonkurrent wurde aus fünfzehn Alternativen ausgewählt, die an einer offenen Ausschreibung teilnahmen, um die AES-Kriterien zu erfüllen. AES verwendet eine 128-Bit-Komponente und drei wichtige Längen: 3, 128 und 192 Bit.

Ron Rivest hat den RC4 entwickelt, um einer Erkennung zu entgehen. Es handelt sich um einen asymmetrischen Verschlüsselungsalgorithmus, der Klartext verschlüsselt, indem er ihn nach und nach mit einem Schlüssel kodiert. Schlüssellängen gibt es in vielen Größen, zwischen 64 und 128 Bit. RC4 wurde zunächst bis zu seiner Veröffentlichung der Öffentlichkeit vorenthalten. Rons Passcode ist seine andere Identität.

Vergleichstabelle zwischen AES und RC4

Was ist AES?

AES steht für „Advanced Encryption Standard“ und ist ein weit verbreiteter symmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus, der zur Sicherung sensibler Daten und Kommunikation verwendet wird. Es wurde 2001 vom US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology (NIST) als Bundesstandard eingeführt, nachdem ein öffentlicher Wettbewerb zur Auswahl eines Nachfolgers für den veralteten Data Encryption Standard (DES) stattgefunden hatte.

Zu den Hauptmerkmalen von AES gehören:

1. Symmetrische Verschlüsselung: AES ist ein Algorithmus mit symmetrischem Schlüssel, was bedeutet, dass für die Verschlüsselung und Entschlüsselung derselbe geheime Schlüssel verwendet wird. Diese Einfachheit macht es effizient für die Echtzeit-Verschlüsselung und -Entschlüsselung.
2. Blockchiffre: AES arbeitet mit Datenblöcken fester Größe, 128 Bit (16 Byte), und unterstützt Schlüssellängen von 128, 192 oder 256 Bit. Es verschlüsselt Daten mithilfe einer Reihe von Substitutions- und Permutationsoperationen, die als Runden bezeichnet werden.
3. Sicherheit: AES gilt bei korrekter Implementierung als äußerst sicher. Es hat einer umfangreichen Kryptoanalyse standgehalten und ist resistent gegen die meisten bekannten Angriffe. Die Schlüssellänge (128, 192 oder 256 Bit) beeinflusst die Sicherheitsstufe.
4. Standardisierung: AES hat sich zu einem globalen Verschlüsselungsstandard entwickelt, der von Regierungen, Organisationen und Branchen weltweit zur Sicherung von Daten im Ruhezustand, bei der Übertragung und in verschiedenen Anwendungen übernommen wird.
5. Vielseitigkeit: AES eignet sich für viele Anwendungen, darunter sichere Kommunikationsprotokolle, Datenverschlüsselung, Datei- und Festplattenverschlüsselung und mehr.
6. Eigenschaften: AES ist für seine Effizienz und Geschwindigkeit bekannt und daher eine praktische Wahl für die Verschlüsselung großer Datenmengen in Echtzeit.

Was ist RC4?

RC4, kurz für „Rivest Cipher 4“, ist ein symmetrischer Stream-Verschlüsselungsalgorithmus, der 1987 von Ron Rivest entwickelt wurde. Aufgrund seiner Einfachheit, Geschwindigkeit und einfachen Implementierung erfreute er sich großer Beliebtheit. RC4 ist für die Ver- und Entschlüsselung von Daten in Echtzeit konzipiert und eignet sich daher für verschiedene Anwendungen wie sichere Kommunikation und Datenverschlüsselung.

Zu den Hauptmerkmalen von RC4 gehören:

1. Stream Chiffre: RC4 ist eine Stream-Verschlüsselung, das heißt, sie erzeugt einen pseudozufälligen Schlüsselstrom aus Bits, die mit dem Klartext XOR-verknüpft werden, um Chiffretext zu erzeugen. Dadurch ist es für die Verschlüsselung von Daten beliebiger Länge geeignet.
2. Variable Schlüssellänge: RC4 unterstützt variable Schlüssellängen im Bereich von 40 bis 2048 Bit. Je länger der Schlüssel ist, desto sicherer ist die Verschlüsselung.
3. Initialisierung: Der Algorithmus beginnt mit einer anfänglichen Schlüssel-Setup-Phase zur Generierung des internen Zustands und einer pseudozufälligen Permutation aller möglichen Bytes.
4. Pseudozufälliger Schlüsselstrom: RC4 generiert einen Strom pseudozufälliger Bytes mit dem Klartext kombiniert, um Chiffretext zu erzeugen. Der Schlüsselstrom wird basierend auf dem internen Status und dem geheimen Schlüssel generiert.
5. Geschwindigkeit: RC4 ist für seine Geschwindigkeit und Effizienz bekannt und eignet sich daher für Anwendungen, die Echtzeit-Verschlüsselung und -Entschlüsselung erfordern.

Hauptunterschiede zwischen AES und RC4

AES (Advanced Encryption Standard):

• Symmetrische Verschlüsselung: AES ist ein symmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus, was bedeutet, dass derselbe Schlüssel sowohl für die Verschlüsselung als auch für die Entschlüsselung verwendet wird.
• Blockverschlüsselung: Es arbeitet mit Datenblöcken fester Größe (128 Bit) und unterstützt Schlüssellängen von 128, 192 oder 256 Bit.
• Standardisierter Algorithmus: AES ist ein weithin akzeptierter und standardisierter Verschlüsselungsalgorithmus, der vom US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology (NIST) als Ersatz für den veralteten DES (Data Encryption Standard) ausgewählt wurde.
• Sicherheit: AES gilt als äußerst sicher und resistent gegen Angriffe, wenn es mit einem starken Schlüssel und einer ordnungsgemäßen Implementierung verwendet wird.
• Algorithmusstruktur: AES verwendet eine SPN-Struktur (Substitution-Permutation Network), die mehrere Runden von Substitutions- und Permutationsoperationen umfasst.
• Akzeptanz: AES wird häufig in verschiedenen Sicherheitsanwendungen verwendet, darunter Datenverschlüsselung, VPNs, sichere Kommunikationsprotokolle und mehr.
• Schlüsselerweiterung: AES verwendet einen Schlüsselerweiterungsprozess, um runde Schlüssel aus dem anfänglichen Verschlüsselungsschlüssel zu generieren.

RC4 (Rivest-Chiffre 4):

• Stream-Chiffre: RC4 ist eine Stream-Chiffre, die einen pseudozufälligen Bitstrom generiert, der zur Ver- oder Entschlüsselung mit dem Klartext XOR-verknüpft wird.
• Variable Schlüssellänge: RC4 unterstützt variable Schlüssellängen von 40 bis 2048 Bit, was die Schlüsselauswahl flexibler macht.
• Historische Bedeutung: In frühen Versionen wurde RC4 häufig für verschiedene Anwendungen verwendet, einschließlich SSL/TLS-Verschlüsselung.
• Sicherheitsbedenken: RC4 war von Sicherheitslücken geplagt, die zu einer weit verbreiteten Abwertung und Ersetzung durch sicherere Verschlüsselungen führten.
• Schwachstellen: Schwächen im RC4-Algorithmus, wie z. B. Verzerrungen in den anfänglichen Keystream-Bytes, haben ihn anfällig für praktische Angriffe gemacht.
• Verminderte Akzeptanz: Aufgrund von Sicherheitsproblemen gilt RC4 nicht mehr als sicher und wird von der Verwendung in modernen kryptografischen Anwendungen abgeraten.
• Einfachheit: RC4 ist für seine Einfachheit und einfache Implementierung bekannt, aber seine Schwachstellen haben zu seiner Obsoleszenz geführt.

Bibliographie

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