如何基于字符串与文件大小生成指定长度keystream，相关算法有哪些

这个需求完全可以实现，不存在技术障碍，核心本质是基于固定种子生成指定长度的伪随机密钥流，你提到的字符串可以作为生成密钥流的种子，文件大小参数直接用来计算所需的密钥流长度即可（按你给出的示例规则，就是密钥流字节数 = 文件大小字节数 * 8，这个规则你自行固定在业务逻辑中即可）。

可选实现方案 #

加密场景使用（生成的keystream用于数据加密，需要抗攻击） #

直接用成熟的密码学标准算法即可，所有主流编程语言都有对应的标准库封装，不需要自己实现算法逻辑：

• 用HKDF（密钥派生函数）：将输入字符串作为输入密钥材料（IKM），盐和上下文信息可以按需设置（不需要的话留空或固定值即可），直接指定输出字节数为你需要的keystream长度，输出结果可直接作为keystream使用，实现非常简单。
• 用ChaCha20流密码：先将输入字符串哈希为32字节的标准密钥，nonce固定为全0（只要你不需要相同输入生成不同keystream的场景就完全没问题），直接生成对应长度的密钥流即可，性能比AES系列在大多数CPU上更好，适合大文件场景。
• 用AES-CTR模式：和ChaCha20逻辑类似，也是基于固定密钥生成任意长度的密钥流，适合有AES硬件加速的设备使用。

非加密场景使用（生成的keystream用于测试、数据填充等不需要安全防护的场景） #

可以用更简单的实现，性能更高：

• 直接用输入字符串作为种子，调用编程语言内置的伪随机数生成器（比如Python的random.seed()，Java的Random类等），循环生成对应长度的字节即可，注意这类方案生成的密钥流不具备密码学安全性，绝对不能用于加密场景。

学习方向 #

• 入门阶段先掌握两个核心基础概念：密码学安全伪随机数生成器（CSPRNG）、流密码基本工作原理，搞懂这两个概念就能完全理解需求的实现逻辑。
• 实操阶段先学习常用密码学库的调用方法，不需要一开始就啃算法底层实现，大多数场景下正确调用标准库的实现就足够满足需求。
• 如果后续需要做安全加固，再深入学习HKDF、流密码的参数设计规范，以及常见的安全漏洞规避方法。

注意事项 #

• 加密场景下绝对不要自行实现算法逻辑，直接用行业通用的标准库实现，自行编写的密码学算法几乎都会存在安全漏洞。
• 如果需要相同输入永远输出相同的keystream，必须保证算法的所有附加参数（nonce、盐、派生迭代次数等）固定，不要随意改动。
• 所有标准的CSPRNG和流密码都支持生成任意长度的输出，你只需要按自己的长度规则传入对应的输出长度参数即可，不需要额外做拼接之类的处理。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者raka