PRG 是否比 AES 或任何其他加密標準更昂貴？
我知道有許多加密標準需要一個密鑰，有時是一個 IV 來生成密文（最突出的是 AES）。這些標准通常涉及多輪加法和乘法。但是，使用 OTP 比這容易得多。你用你的墊子對明文進行異或，這是計算方面的唯一要求。但是，OTP 帶有與明文一樣長的密鑰流的問題。這個密鑰流應該是隨機的。我的問題是，這種隨機性是否比正在使用的加密標準更昂貴？為什麼我們不在每種情況下都使用 OTP？缺點是什麼？
假設我負擔不起使用加密算法的費用，但我有一個幾乎是隨機的數據流。如果我將其用作 OTP（我知道這不是完全隨機的），我會犧牲什麼作為回報？可以做些什麼來從這個任意數據流中獲得最佳的偽隨機特徵，使其盡可能地成為 OTP？
一次性填充需要一個真正的隨機序列，該序列與您要加密的材料一樣長。如果你有一個偽隨機序列，那麼你就沒有一次性密碼：你有一個流密碼。如果您有一個“幾乎隨機”的數據流，那麼您沒有一次性填充，您有一個損壞的流密碼。
具體來說，如果近乎隨機的序列不均勻，則意味著存在偏差：某些位的排列比某些其他的更有可能。每當這些排列與明文中的模式對齊時——例如，英文文本包含
E多於J，大多數語言中的文本包含的空格比任何其他字元都多，HTML 往往在每個字元>之後都有一個<，……——明文中的模式變得明顯在密文中。因此，某些模式在密文中出現的頻率高於偶然性，它們將揭示明文中的模式。要從不完全一致的隨機源生成密碼安全的隨機序列，您需要將此隨機源傳遞給密碼安全的偽隨機生成器。建構偽隨機生成器最便宜的技術之一是在稱為CTR_DRBG的結構中使用加密算法，例如 AES 。如果您只想加密一條消息，那麼使用 AES-CTR 加密消息比使用 AES-CTR_DRBG 建構密鑰流並使用該密鑰流加密消息更簡單、更便宜。
此外，一次性便箋無助於消息的真實性。如果消息在傳輸過程中被修改，則無法檢測到它。加密算法可以和認證算法結合使用，兩者一起做的成本低於完全獨立做兩者的成本。計算成本僅略少，但程式碼大小或門數的成本要少得多。例如，一旦你有了 AES 分組密碼，只需要一點額外的工作就可以建構一個經過身份驗證的加密模式，例如 GCM 或 CCM。
將您的問題提煉為以下兩個要點：-
為什麼我們不在每種情況下都使用 OTP，有什麼缺點？
直接導致為什麼不是每個人都使用一次性密碼本進行加密？我不會增加混亂，但這個問題可能會提供一些見解。它還處理身份驗證/延展性問題。
我有一個幾乎隨機的數據流
然後用它來播種 CSPRNG。為什麼一次性密匙的密鑰分配必須是真正隨機的，為什麼一次性密匙的密鑰必須均勻分佈？說明為什麼你不應該使用它。如果你的系統有能力儲存一個大的 one time pad，它可能有足夠的計算能力來執行某種形式的 CSPRNG。有ChaCha派生的實現將執行在 Arduino 級別。只需確保您的原始熵足夠，通常為 128 位或更多。這可能需要對原始數據進行一些壓縮/折疊，以適應您應該使用的 CSPRNG 的種子大小。
在許多方面，這是您面臨的最困難的部分，因為數據的準確熵測量很棘手。您顯然希望避免 1kbit 數據流僅具有幾位熵的情況，因為它是純算術生成的。