密码学 | 分组密码

admin 2024年10月31日21:31:29评论18 views字数 1564阅读5分12秒阅读模式

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密码学 | 分组密码

流密码

像流水一样,从头到尾的一种加密算法。

以一定的bit位数为分组进行加密,结束一个分组的加密就继续进行下一个分组的加密,需要内部保存一个当前的加密状态。对称加密算法基本都是基于分组加密的形式而不是流密码的形式。

分组密码

AES和DES还有3DES等等都是对称加密里的分组密码模式。

模式

因为分组密码对于每一组的加密的明文都是固定长度的,一般情况下都需要对加密算法进行迭代加密。为了解决这个迭代的问题,于是有了下面的常见的几种模式(常见):

模式的名称都是他的全名的缩写,全名我记不住。

  • • ECB:电子密码本

  • • CBC:密码分组链接模式

  • • CFB:密文反馈模式

  • • OFB:输出反馈模式

  • • CTR:计数器模式

ECB:电子密码本

最简单的、容易被攻击的一种模式,一般没人用。

过程

将明文按照指定的大小分组,然后每一组分别加密,密文按照顺序排列成最终密文。

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对应的解密模式也是将密文分组之后分别解密得到明文。

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因为11对应的关系,所以被称为电子密码本。

攻击方式

  • • 观察密文中的重复序列,可以对应出明文中的重复序列,可以推测明文。

  • • 修改密文顺序,直接控制明文顺序

  • • 密文替换,利用相同算法的密文替换原来密文中的密文

CBC:密码分组链接

将前一个密文分组和当前明文分组混合起来加密,密文像链条一样相互连接。

过程

Data to Drag 首先将本组明文和上一组的密文进行xor之后再进行加密,第一次明文用初始向量IV进行异或

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解密过程:因为是xor,所以算法过程完全可逆

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加密的链条就是通过xor进行连接的

攻击方式

Data to Drag

  • • 反转IV中的bit位,通过观察第一组的变化可以达到攻击初始向量IV的效果

CFB:密文反馈

前一个密文分组,会被当作输入,送回算法的输入端(这里体现的“反馈”)。

过程

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该模式的加密并不体现在明文和密文的对应上,而是对前一组密文的加密上,当前组明文和前一组密文异或得到这一组的密文。

解密过程:

思路同上述模式

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特点

使用分组密码的思想实现的流密码加密方式。初始向量IV相当于一个种子,每次的加密过程相当于产生随机数的过程,但是是伪的。

攻击方式

使用重放攻击。

取相同密钥和iv的两次加密,用第一次加密的后三项内容替换第二次的后三项内容,这样就会导致解密过程中第一组成功解密,第二组密文解密失败,因为被替换,无法通过xor还原,但是后面的可以成功解密达到攻击密文的效果。

OFB:输出反馈

和CFB类似但是不同,也是加密的结果会当作输入再进行操作。但是在这种模式中,初始向量更加重要一下

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与CFB模式的比较

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OFB反馈的不是明文的密文,而是iv向量的密文

CTR:计数器模式

将逐次累加的计数器进行加密,生成密钥流的流密码

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计数器的生成

每次加密的时候先产生一个随机值当作初始值。该数字分为两部分,前面的一部分就是随机数本身,后面的字节就是分组的序号(1,2,3,4……之类的)比如:

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与OFB

都属于是流密码,所以存在异同。

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ofb利用的加密的输出当作输入,该模式利用的是计数器当作输入。

特点

可以用于并行计算。因为可以以任意顺序对分组进行加密和解密,计数器的值可以由随机数和序号计算得到。

原文始发于微信公众号(Eonian Sharp):密码学 | 分组密码

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  • 本文由 发表于 2024年10月31日21:31:29
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