스트림 암호 vs 블록 암호

 

 

 

스트림 암호와 블록 암호의 핵심 차이는:

데이터를 "조각 단위"로 암호화하느냐
vs
"흐름처럼" 암호화하느냐

 

다.

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한 줄로 먼저 정리

종류방식

블록 암호	데이터를 일정 크기로 잘라 암호화
스트림 암호	데이터를 한 비트/바이트씩 흐르듯 암호화

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1. 블록 암호(Block Cipher)

대표적으로:

• Advanced Encryption Standard
• DES

같은 것들이다.

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동작 방식

AES는 예를 들어:

128bit(16byte)

 

씩 끊어서 처리한다.

즉:

[16byte]
[16byte]
[16byte]

 

단위로 암호화한다.

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이미지로 보면

HELLO WORLD!!!!

 

를:

[HELLO WO]
[RLD!!!! ]

 

처럼 블록으로 나눈다.

그리고 각 블록을 암호화한다.

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블록 암호 특징

장점

• 구조 안정적
• 분석 오래됨
• 보안 강함
• 다양한 모드(CBC/GCM/CTR) 지원

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단점

블록 크기 맞춰야 한다.

예:

13byte 데이터

 

면 AES 16byte 맞추려고:

padding 추가

 

해야 할 수 있다.

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2. 스트림 암호(Stream Cipher)

대표적으로:

• ChaCha20
• RC4(구식)
• Salsa20

등이 있다.

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동작 방식

스트림 암호는:

키 스트림 생성

 

후 평문과 XOR 한다.

즉:

Ci=Pi⊕KiC_i = P_i \oplus K_iCi​=Pi​⊕Ki​

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느낌으로 보면

평문:
HELLO

키스트림:
QWERT

XOR

 

해서 암호문 생성한다.

즉 데이터 흐름을 따라가며 계속 암호화한다.

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스트림 암호 특징

장점

• 매우 빠름
• 실시간 통신 강함
• padding 불필요
• 메모리 사용 적음

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단점

동일 키스트림 재사용하면 매우 위험.

즉:

같은 키 + 같은 nonce

 

재사용이 치명적이다.

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왜 스트림 암호가 빠를까?

블록 암호처럼:

• 복잡한 라운드
• 행렬 변환
• 블록 체인

이 없다.

그냥:

키스트림 생성
+
XOR

 

중심이다.

그래서 모바일/실시간에서 강하다.

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그런데 현대 AES도 엄청 빠름

재밌는 점은:

AES-CTR/GCM

 

은 사실상 스트림처럼 동작한다.

예:

• AES 자체는 블록 암호
• CTR 모드 사용 시 스트림 암호처럼 사용

한다.

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CTR 모드란?

Ci=Pi⊕EK(Nonce∣∣Counteri)C_i = P_i \oplus E_K(Nonce || Counter_i)Ci​=Pi​⊕EK​(Nonce∣∣Counteri​)

AES로:

nonce + counter

 

를 계속 암호화해서 키스트림 생성한다.

즉:

블록 암호를 스트림 암호처럼 사용

 

하는 방식이다.

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그래서 현대 암호는 경계가 흐려짐

요즘은:

실제 알고리즘내부 분류사용 느낌

AES-GCM	블록 암호	스트림처럼
ChaCha20	스트림 암호	진짜 스트림

이런 느낌이다.

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실무에서 어디 쓰나?

블록 암호(AES)

엄청 많다:

• HTTPS
• VPN
• DB 암호화
• 파일 암호화
• 디스크 암호화

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스트림 암호(ChaCha20)

특히:

• 모바일
• 저전력 장치
• CPU AES 가속 없는 환경

에서 강하다.

예:

• Google 의 Android TLS
• WireGuard
• 모바일 HTTPS

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왜 ChaCha20이 인기 많아졌나?

AES는 AES-NI 없는 CPU에서는 느려질 수 있다.

반면 ChaCha20은:

일반 CPU에서도 매우 빠름

 

이다.

특히 ARM/mobile에서 강하다.

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중요한 차이 — 오류 전파

블록 암호(CBC 등)

중간 일부 깨지면:

여러 블록 영향

 

가능.

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스트림 암호

1byte 깨지면:

그 부분만 깨짐

 

인 경우가 많다.

실시간 음성/영상에 유리하다.

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핵심 비교표

항목블록 암호스트림 암호

처리 단위	블록	비트/바이트 흐름
대표	AES	ChaCha20
속도	빠름	매우 빠름
Padding	필요 가능	불필요
병렬 처리	모드 따라 다름	쉬움
실시간 통신	보통	매우 강함
nonce 재사용	위험	매우 위험

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핵심 한 줄

블록 암호는:

데이터를 일정 크기로 잘라 암호화

 

하고,

스트림 암호는:

데이터 흐름을 따라 실시간으로 XOR 암호화

 

한다고 보면 된다.