加密一般分為對(duì)稱加密(Symmetric Key Encryption)和非對(duì)稱加密(Asymmetric Key Encryption)。

對(duì)稱加密又分為分組加密和序列password。

分組password。也叫塊加密(block cyphers)。一次加密明文中的一個(gè)塊。是將明文按一定的位長(zhǎng)分組，明文組經(jīng)過(guò)加密運(yùn)算得到密文組，密文組經(jīng)過(guò)解密運(yùn)算（加密運(yùn)算的逆運(yùn)算），還原成明文組。

序列password。也叫流加密(stream cyphers)，一次加密明文中的一個(gè)位。是指利用少量的密鑰（制亂元素）通過(guò)某種復(fù)雜的運(yùn)算（password算法）產(chǎn)生大量的偽隨機(jī)位流，用于對(duì)明文位流的加密。

解密是指用相同的密鑰和password算法及與加密相同的偽隨機(jī)位流，用以還原明文位流。

分組加密算法中，有ECB,CBC,CFB,OFB這幾種算法模式。

1)ECB(Electronic Code Book)/電碼本模式

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DES ECB（電子密本方式）事實(shí)上很easy。就是將數(shù)據(jù)依照8個(gè)字節(jié)一段進(jìn)行DES加密或解密得到一段8個(gè)字節(jié)的密文或者明文，最后一段不足8個(gè)字節(jié)，依照需求補(bǔ)足8個(gè)字節(jié)進(jìn)行計(jì)算，之后依照順序?qū)⒂?jì)算所得的數(shù)據(jù)連在一起就可以。各段數(shù)據(jù)之間互不影響。

特點(diǎn)：

1.簡(jiǎn)單。有利于并行計(jì)算。誤差不會(huì)被傳送。

2.不能隱藏明文的模式；

repetitions in message may show in cipher text/在密文中出現(xiàn)明文消息的反復(fù)

3.可能對(duì)明文進(jìn)行主動(dòng)攻擊；

加密消息塊相互獨(dú)立成為被攻擊的弱點(diǎn)/weakness due to encrypted message blocks being independent

2)CBC(Cipher Block Chaining)/密文分組鏈接方式

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DES CBC（密文分組鏈接方式）有點(diǎn)麻煩。它的實(shí)現(xiàn)機(jī)制使加密的各段數(shù)據(jù)之間有了聯(lián)系。事實(shí)上現(xiàn)的機(jī)理例如以下：

加密過(guò)程例如以下：

1）首先將數(shù)據(jù)依照8個(gè)字節(jié)一組進(jìn)行分組得到D1D2......Dn（若數(shù)據(jù)不是8的整數(shù)倍，用指定的PADDING數(shù)據(jù)補(bǔ)位）

2）第一組數(shù)據(jù)D1與初始化向量I異或后的結(jié)果進(jìn)行DES加密得到第一組密文C1（初始化向量I為全零）

3）第二組數(shù)據(jù)D2與第一組的加密結(jié)果C1異或以后的結(jié)果進(jìn)行DES加密，得到第二組密文C2

4）之后的數(shù)據(jù)以此類推，得到Cn

5）按順序連為C1C2C3......Cn即為加密結(jié)果。

解密是加密的逆過(guò)程。過(guò)程例如以下：

1）首先將數(shù)據(jù)依照8個(gè)字節(jié)一組進(jìn)行分組得到C1C2C3......Cn

2）將第一組數(shù)據(jù)進(jìn)行解密后與初始化向量I進(jìn)行異或得到第一組明文D1（注意：一定是先解密再異或）

3）將第二組數(shù)據(jù)C2進(jìn)行解密后與第一組密文數(shù)據(jù)進(jìn)行異或得到第二組數(shù)據(jù)D2

4）之后依此類推。得到Dn

5）按順序連為D1D2D3......Dn即為解密結(jié)果。

這里注意一點(diǎn)，解密的結(jié)果并不一定是我們?cè)瓉?lái)的加密數(shù)據(jù)，可能還含有你補(bǔ)得位。一定要把補(bǔ)位去掉才是你的原來(lái)的數(shù)據(jù)。

特點(diǎn)：
1. 不easy主動(dòng)攻擊,安全性好于ECB,適合傳輸長(zhǎng)度長(zhǎng)的報(bào)文,是SSL、IPSec的標(biāo)準(zhǔn)。

each ciphertext block depends on all message blocks/每一個(gè)密文塊依賴于全部的信息塊

thus a change in the message affects all ciphertext blocks/明文消息中一個(gè)改變會(huì)影響全部密文塊

2. need Initial Vector (IV) known to sender & receiver/發(fā)送方和接收方都須要知道初始化向量

3.加密過(guò)程是串行的，無(wú)法被并行化(在解密時(shí)，從兩個(gè)鄰接的密文塊中就可以得到一個(gè)平文塊。因此。解密過(guò)程能夠被并行化)。

3)Cipher Feedback (CFB)/密文反饋模式

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密文反饋（CFB，Cipher feedback）模式類似于CBC。能夠?qū)Kpassword變?yōu)樽酝降牧鱬assword；工作過(guò)程亦很相似，CFB的解密過(guò)程差點(diǎn)兒就是顛倒的CBC的加密過(guò)程：

須要使用一個(gè)與塊的大小同樣的移位寄存器。并用IV將寄存器初始化。然后。將寄存器內(nèi)容使用塊password加密，然后將結(jié)果的最高x位與平文的x進(jìn)行異或，以產(chǎn)生密文的x位。

下一步將生成的x位密文移入寄存器中。并對(duì)以下的x位平文反復(fù)這一過(guò)程。

解密過(guò)程與加密過(guò)程相似，以IV開(kāi)始，對(duì)寄存器加密，將結(jié)果的高x與密文異或，產(chǎn)生x位平文。再將密文的以下x位移入寄存器。

與CBC相似，平文的改變會(huì)影響接下來(lái)全部的密文，因此加密過(guò)程不能并行化；而相同的，與CBC類似，解密過(guò)程是能夠并行化的。

4)Output Feedback (OFB)/輸出反饋模式

輸出反饋模式（Output feedback, OFB）能夠?qū)Kpassword變成同步的流password。它產(chǎn)生密鑰流的塊，然后將其與平文塊進(jìn)行異或。得到密文。

與其他流password一樣，密文中一個(gè)位的翻轉(zhuǎn)會(huì)使平文中相同位置的位也產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。

這樣的特性使得很多錯(cuò)誤校正碼，比如奇偶校驗(yàn)位。即使在加密前計(jì)算而在加密后進(jìn)行校驗(yàn)也能夠得出正確結(jié)果。
每一個(gè)使用OFB的輸出塊與其前面全部的輸出塊相關(guān)。因此不能并行化處理。

然而，因?yàn)槠轿暮兔芪膬H僅在終于的異或過(guò)程中使用。因此能夠事先對(duì)IV進(jìn)行加密。最后并行的將平文或密文進(jìn)行并行的異或處理。
能夠利用輸入全0的CBC模式產(chǎn)生OFB模式的密鑰流。這樣的方法十分有用。由于能夠利用高速的CBC硬件實(shí)現(xiàn)來(lái)加速OFB模式的加密過(guò)程。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的分组加密的四种模式(ECB、CBC、CFB、OFB)的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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