【转】对称加密和分组加密中的四种模式(ECB、CBC、CFB、OFB)
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注：以下圖片來(lái)自于《圖解密碼學(xué)》，這本書講的更全面細(xì)致，建議閱讀，在我資源庫(kù)中有此書，還有使用go語(yǔ)言具體實(shí)現(xiàn)和解釋此書中的各種加密算法的文檔，有需要的可以自習(xí)前往免費(fèi)下載
Q:為什么需要分組模式？
A:明文的長(zhǎng)度不固定，而分組密碼只能處理特定長(zhǎng)度的一塊數(shù)據(jù)，這就需要對(duì)分組密碼的算法進(jìn)行迭代，以便將一段很長(zhǎng)的明文全部加密，而迭代的方法就是分組的模式。
一圖全覽五種分組模式
五種模式詳解
1. ECB - Electronic Code Book, 電子密碼本模式
- 特點(diǎn): 簡(jiǎn)單, 效率高, 密文有規(guī)律, 容易被破解
- 最后一個(gè)明文分組必須要填充
- des/3des -> 最后一個(gè)分組填充滿8字節(jié)
- aes -> 最后一個(gè)分組填充滿16字節(jié)
- 不需要初始化向量
2. CBC - Cipher Block Chaining, 密碼塊鏈模式（推薦使用）
- 特點(diǎn): 密文沒有規(guī)律, 經(jīng)常使用的加密方式
- 最后一個(gè)明文分組需要填充
- des/3des -> 最后一個(gè)分組填充滿8字節(jié)
- aes -> 最后一個(gè)分組填充滿16字節(jié)
- 需要一個(gè)初始化向量 - 一個(gè)數(shù)組
- 數(shù)組的長(zhǎng)度: 與明文分組相等
- 數(shù)據(jù)來(lái)源: 負(fù)責(zé)加密的人的提供的
- 加解密使用的初始化向量值必須相同
3. CFB - Cipher FeedBack, 密文反饋模式
- 特點(diǎn): 密文沒有規(guī)律, 明文分組是和一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行的按位異或操作, 最終生成了密文
- 需要一個(gè)初始化向量 - 一個(gè)數(shù)組
- 數(shù)組的長(zhǎng)度: 與明文分組相等
- 數(shù)據(jù)來(lái)源: 負(fù)責(zé)加密的人的提供的
- 加解密使用的初始化向量值必須相同
- 不需要填充
4. OFB - Output-Feedback, 輸出反饋模式
- 特點(diǎn): 密文沒有規(guī)律, 明文分組是和一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行的按位異或操作, 最終生成了密文
- 需要一個(gè)初始化向量 - 一個(gè)數(shù)組
- 數(shù)組的長(zhǎng)度: 與明文分組相等
- 數(shù)據(jù)來(lái)源: 負(fù)責(zé)加密的人的提供的
- 加解密使用的初始化向量值必須相同
- 不需要填充
5. CTR - CounTeR, 計(jì)數(shù)器模式（重點(diǎn)，推薦使用）
- 特點(diǎn): 密文沒有規(guī)律, 明文分組是和一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行的按位異或操作, 最終生成了密文
- 不需要初始化向量
- go接口中的iv可以理解為隨機(jī)數(shù)種子, iv的長(zhǎng)度 == 明文分組的長(zhǎng)度
- 不需要填充
這里我們有必要給出CTR模式額解密流程，因?yàn)镃TR模式的解密和加密是一模一樣的過程，在程序?qū)崿F(xiàn)中也是可逆的，具體程序在文章實(shí)現(xiàn)底部有鏈接
通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)CTR加密即解密，解密即加密，且各分組之間是獨(dú)立的，可以并發(fā)完成，效率高。
總結(jié)
以上五種分組模式中，ECB模式很容易被破解，如今已經(jīng)很少再使用，其余四種分組模式各有千秋。
但極力推薦CBC模式和CTR模式，尤其是CTR模式，不需要填充，代碼實(shí)現(xiàn)起來(lái)很方便。而且加密和解密的方法是一樣的，并且可以實(shí)現(xiàn)并發(fā)分組，效率高，安全性也有保障
Q:何時(shí)需要填充，何時(shí)不需要填充？
A:觀察分組模式的圖示可以看出，加密后再進(jìn)行異或操作的不需要填充，而先進(jìn)行異或操作再加密的則需要填充，這是因?yàn)楫惢虿僮餍枰獌蓚€(gè)相同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，一一對(duì)比計(jì)算！
代碼實(shí)現(xiàn)
篇幅有限，我在這篇帖子用以上分組模式實(shí)現(xiàn)了AES、DES、3DES的加密解密（go語(yǔ)言），輕戳了解。
CBC模式實(shí)現(xiàn)DES和3DES加密解密
CTR模式實(shí)現(xiàn)AES加密解密
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的【转】对称加密和分组加密中的四种模式(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題。
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