《现代密码学》学习笔记——第三章分组密码 [三]分组密码的运行模式

2024-04-08 19:12:35

1.分组密码的运行模式

分组密码在加密时，明文的分组长度是固定的，而实际应用中待加密消息的数据量是不定的，数据格式多种多样。
（1）为了能在各种应用场合使用DES，美国在FIPS PUS 74和81中定义了DES的4种运行模式：
ECB，CBC，CFB，OFB；（长消息加密的推荐模式）
（2）FIPS PUB 140-2 推荐了AES的另外一种运行模式：CTR（短消息加密的推荐模式）。

2.ECB模式的特点

（1）将长消息分块,若最后一个分块不足分组长度，则需要填充；
（2）加密过程和解密过程分别调用加密算法和解密算法；
（3）存在密文扩展(明文填充带来的扩展)；
（4）密文块分别独立解密，无顺序要求；（很好的优点）
（5）不存在错误传播；
（6）适合一个分组长度的短数据加密。（缺点）

3.CBC模式的特点

（1）将长消息分块,若最后一个分块不足分组长度，则需要填充；
（2）加密和解密过程分别调用加密算法和解密算法；
（3）存在密文扩展(明文填充带来的扩展和IV传输的扩展)；（IV长度一般与分组长度相同）
（4）密文块需按顺序逐一解密；
（5）存在错误传播(只传播下一块密文)；
（6）适合大于一个分组长度的长数据加密。

4.CFB模式的特点

（1）消息作为比特流进行加密，无须分组填充；标准允许反馈任意比特 (1,8 or 64 or whatever,前几种分别记作 CFB-1, CFB-8, CFB-64)；
（2）加密和解密过程只调用加密算法；
（3）存在密文扩展(IV传输的扩展)；
（4）密文块需按顺序逐一解密；
（5）存在错误传播（只传播后面的几块)；
（6）适合大于一个分组长度的长数据加密。

5.计数器模式

（1）消息作为比特流进行加密，无须分组填充；
（2）加密和解密过程只调用加密算法；（与CFB同理）
（3）存在密文扩展(IV传输的扩展);
（4）密文块分别独立解密，无顺序要求(可以进行并行计算)；
（5）不存在错误传播；
（6）适合大于一个分组长度的长数据加密。

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