대칭 키 암호방식 - Stream Cipher, Block Cipher

스트림 암호화(Stream Cipher)와 블록 암호화(Block Cipher)는 대칭키 암호 방식에서 데이터를 암호화하는 두 가지 주요 방법으로 둘 다 비밀키를 사용하지만 데이터 처리 방식과 특성에서 큰 차이가 있다.

1. 개념 비교

구분	스트림 암호화 (Stream Cipher)	블록 암호화 (Block Cipher)
처리 단위	1비트 또는 1바이트씩 순차적으로 처리	고정된 크기(예: 64비트, 128비트) 블록 단위 처리
동작 방식	키스트림(Key Stream)을 생성하여 평문과 XOR 연산	블록 단위로 암호 알고리즘을 적용
대표 알고리즘	RC4, A5/1, ChaCha20	AES, DES, 3DES, Blowfish, SEED
속도	실시간 처리에 빠름	블록 단위라 비교적 느릴 수 있음
에러 영향	특정 비트 손상 시 해당 부분만 영향	블록 하나 손상 시 전체 블록 복호화 불가
응용 분야	실시간 통신(VoIP, 스트리밍), 무선 통신	파일 암호화, 데이터베이스 암호화, VPN
암호화 패턴	키스트림이 반복되면 취약	여러 모드(CBC, CTR 등)로 보완 가능
메모리 요구량	작음	큼 (블록 저장 필요)

2. 동작 흐름 차이

스트림 암호화

1. 비밀키와 초기화 벡터(IV)로 키스트림 생성기 초기화
2. 평문 비트/바이트와 키스트림 비트/바이트를 XOR
3. 결과는 암호문, 복호화는 동일하게 XOR 수행

Plaintext:  10110010
Keystream:  01101001
Ciphertext: 11011011  (XOR 결과)

블록 암호화

1. 평문을 블록 단위(예: 128비트)로 나눔
2. 각 블록을 동일한 암호 알고리즘과 키로 암호화
3. 모드(CBC, CTR, ECB 등)에 따라 블록 간 연계 처리 여부 결정

Plaintext Block1 -> Encrypt -> Cipher Block1
Plaintext Block2 -> Encrypt -> Cipher Block2
...

3. 장단점 비교

구분	장점	단점
스트림 암호화	- 빠른 처리 속도 - 실시간 암호화 적합 - 작은 메모리 요구	- 키스트림 재사용 시 치명적 취약점 - 무결성 보장 어려움
블록 암호화	- 강력한 보안성 - 다양한 모드로 응용 가능 - 대용량 데이터 처리에 적합	- 실시간 처리에는 비효율 - 블록 크기만큼 지연 발생

4. 정리

• 스트림 암호화 → 데이터가 끊임없이 들어오는 환경(네트워크 스트리밍, 무선 통신)에 적합
• 블록 암호화 → 정적인 데이터(파일, 디스크, DB)에 적합
• 현대 암호 시스템에서는 블록 암호 + 스트림 모드(CTR, OFB) 조합도 자주 사용