在信息安全中,块密码的不同操作模式是什么?
块密码是一种对称加密算法,它使用共享的私钥对固定大小的信息块进行操作。在加密过程中可以使用明文,而生成的加密文本称为密文。相同的密钥可用于明文的加密和密文的解密。
块密码中存在不同的操作模式,如下所示:
电子密码本 (ECB) 模式 - 这是最简单的模式。在此模式下,明文被分成多个块,每个块为 64 位。因此,每个块都是独立加密的。所有块都可以使用相同的密钥进行加密。每个块都使用密钥进行加密,并生成密文块。
电子密码本对明文每个块分别处理加密函数(以及对密文每个块分别处理解密的逆函数)。这可以定义 CBC 可以并行加密和解密多个块(因为它们不相互依赖),从而加快处理速度。
密码分组链接 (CBC) 模式 - 在 CBC 模式下,每个明文块在加密之前都与前一个密文块进行异或运算。对于第一个块,发送方和接收方可以商定一个预先表示的初始化向量用于异或运算。
CBC 可用于加密消息,但由于其链式结构,不适用于并行处理。它不能用于加密和解密随机访问文件信息。
输出反馈 (OFB) 模式 - 它等同于 CFB 模式,只有一个区别。密文的每个位都独立于之前的位。这可以防止错误从一个块传播到另一个块。
这种方法的优点是传输中的位错误不会复制。这种方法的缺点是它比 CFB 更容易受到消息流更改攻击。
密文反馈 (CFB) 模式 - 在此模式下,数据以单元的形式进行加密,每个单元为 8 位。它可以用于在需要流密码的应用程序中执行流密码。
此外,在加密过程中,每个密文块都被用作下一个明文块的输入。CFB 模式也与 ECB 模式不同,因为每个密文块的加密都基于输入明文块、加密密钥和前一个密文块。
CFB 模式通常用于旨在对较小的信息单元而不是块进行操作的应用程序中。
计数器模式 - 使用类似于明文块大小的计数器。对于加密,对计数器进行加密,然后与明文块进行异或运算以生成密文块。
对于解密,可以使用相同序列的计数器值,并将每个加密的计数器与密文块进行异或运算。CTR 模式用于硬件和软件效率、预处理、保护和完整性。