AES 和 Twofish 的区别

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AES（高级加密标准）和 Twofish 都是对称密钥分组密码，这意味着它们使用相同的密钥进行数据加密和解密。虽然这两种算法具有一定的相似性，但它们也存在一些显著的差异。

在性能方面，AES 在硬件实现方面优于 Twofish，尽管 Twofish 在软件实现方面可能优于 AES。这是因为 Twofish 比 AES 具有更复杂的密钥调度和更多轮数。

阅读本文以了解更多关于 AES 和 Twofish 以及它们之间区别的信息。

什么是 AES？

AES（高级加密标准）是一种常用的对称密钥分组密码技术，用于加密和解密数据。它由两位比利时密码学家 Joan Daemen 和 Vincent Rijmen 创建，并被美国国家标准与技术研究院 (NIST) 选定为加密敏感政府信息的标准。

该方法的第一阶段是密钥调度，其中输入密钥被扩展为多个轮密钥，每个加密轮对应一个轮密钥。轮数随密钥大小而变化，128 位密钥需要 10 轮，192 位密钥需要 12 轮，256 位密钥需要 14 轮。

SubBytes、ShiftRows、MixColumns 和 AddRoundKey 是构成每一轮的四个操作。在 SubBytes 阶段，输入块的每个字节都被替换为 S-box 替换表中对应的字节。此阶段赋予算法非线性，并有助于防止基本攻击。

在 ShiftRows 步骤中，输入块的行根据行号按指定的字节数进行移位。此阶段确保算法的输出依赖于所有输入字节，并提供扩散。

在 MixColumns 步骤中，使用矩阵乘法修改输入块的每一列。此阶段提供扩散，并有助于防止基于线性方程的攻击。

在 AddRoundKey 步骤中，当前轮的轮密钥与输入块进行异或运算。此步骤确保输入块依赖于密钥，并导致混淆。

在最后一轮之后，获得输出块，它是输入块的加密版本。要解密数据，需要反转加密过程，通过以相反的顺序应用每个步骤的反函数，同时使用相同的密钥。

什么是 Twofish？

Bruce Schneier、John Kelsey、Doug Whiting、David Wagner、Chris Hall 和 Niels Ferguson 创建了 Twofish 对称密钥分组密码算法。它是 Blowfish 密码的后继者，也是 AES 竞赛的五位决赛选手之一。

密钥调度是算法的第一阶段，其中输入密钥被分成多个子密钥，每个加密轮对应一个子密钥。轮数取决于块和密钥的大小，128 位块和 128 位密钥接收 16 轮，192 位块和密钥接收 16 或 20 轮，256 位块和密钥接收 16、20 或 24 轮。

替换、置换、混合和密钥加法是每一轮的四个步骤。在替换阶段，输入块的每个字节都被替换为四个 8x8 S-box 中对应的字节。S-box 提供非线性，并被选择为能够抵抗已知的攻击。

在置换步骤中，输入块中字节的顺序根据指定的置换表进行修改。此阶段提供扩散，并有助于防止简单的攻击。

在混合阶段，输入块中的字节使用混合函数进行组合，该函数使用有限域中的模乘法。此阶段提供扩散，并有助于防止基于线性方程的攻击。

在密钥加法阶段，当前轮的轮子密钥与输入块进行异或运算。此步骤确保输入块依赖于密钥，并导致混淆。

在最后一轮之后，获得输出块，它是输入块的加密版本。要解密数据，需要反转加密过程，通过以相反的顺序应用每个步骤的反函数，同时使用相同的密钥。

AES 和 Twofish 的区别

下表突出了 AES 和 Twofish 之间的主要区别 -

特征	AES	Twofish
块大小	128 位	128、192 或 256 位
密钥大小	128、192 或 256 位	最多 256 位
轮数	10、12 或 14 轮	16、20 或 24 轮
密钥调度	简单	更复杂且速度较慢
速度	比 Twofish 快	比 AES 慢
强度	能够抵御已知的攻击	能够抵御已知的攻击
实施	更广泛地实施和标准化	实施较少，并且标准化程度不高。
灵活性	固定块大小和轮数	可变块大小和轮数

结论

总之，Twofish 的块大小可变，为 128、192 或 256 位，并支持最大 256 位的密钥大小，而 AES 的块大小固定为 128 位，并支持 128、192 或 256 位的密钥大小。

在硬件实现中，AES 通常比 Twofish 快，而 Twofish 在软件实现中可能更快。政府机构和企业广泛实施了 AES，而 Twofish 则没有得到广泛采用。

总的来说，AES 和 Twofish 之间的选择取决于应用程序和安全需求。这两种密码都非常安全，可以提供强大的加密，但其属性的差异可能使其中一种比另一种更适合特定应用程序。