网络信息安全学习笔记之分组密码工作模式

网络信息安全学习笔记之分组密码工作模式

1.电子密码本模式Electronic Codebook, ECB

明文分成64的分组进行加密,如果不满则填充,每个分组用同一**加密,同样明文分组加密得到相同密文

网络信息安全学习笔记之分组密码工作模式

  • ECB适合数据少的情况,比如安全传输过程中DES**的加密
  • 若有相同的明文组,则密文中也出现相同的片段
  • 对于长消息ECB不安全,且对于高度结构化的消息,使用ECB模式也很容易被**
  • ECB的弱点来源于其加密过的密文分组都是独立的

2.密文分组链模式Cipher Block Chaining (CBC)

加密的输入是当前明文分组和前一密文分组的异或,形成一条链,使用相同的**,这样每一个分组的加密函数的输入与分组的关系不再固定

网络信息安全学习笔记之分组密码工作模式

  • 每个密文分组依赖于所有明文分组,明文消息传输出错会影响所有的密文分组
  • 发送方和接收方需要共享初始向量lInitial Value(IV),必须在消息之前被加密传送
  • 在消息的最后对不够的消息还需要进行填充,可以填充非数据值,或者在最后注明填充长度

C1=E(K,[IV ⊕P1])

P1=IV ⊕ D(K,C1)

都是对每一位进行操作

传输过程出错影响该组和下一组,加密过程错误向下传递直至最终

3.密码反馈模式Cipher FeedBack (CFB)

将DES转化为流加密,报文不必填充整个分组,加密和解密均为异或运算,过程接近相同

网络信息安全学习笔记之分组密码工作模式

MSBs(X)表示X的最左边s

C1=P1⊕MSBs[E(K,IV)]

P1=C1⊕MSBs[D(K,IV)]

  • 当数据以字节形式或者位的形式到达都是合适 的
  • 传输过程出错由于寄存器移位会导致后续内容受到影响,影响多远与寄存器位数有关

4.输出反馈模式Output FeedBack (OFB)

结构上类似CFB,但是OFB加密函数的输出被反馈到移位寄存器,而CFB是密文单元被反馈,因此OFB传输过程中的比特差错不会传播,但是比CFB更容易受到报文流攻击

网络信息安全学习笔记之分组密码工作模式

5.计数器模式Counter (CTR)

  • 与OFB类似,但加密的是计数器的值
  • 每一个明文分组都必须使用一个不同的**和计数器值,决不能重复使用
  • 可以用于高速网络加密

Ci=Pi XOR Oi

Oi=DES(K1,i)

网络信息安全学习笔记之分组密码工作模式

优点:

  • 高效,可以做并行加密,对高速链路的突发数据加密尤其有效
  • 可以对被加密的分组进行随机存取
  • 安全
  • 简洁

缺点:必须坚决不重复使用**和计数器值

安全性在于计数器的变化