分組加密算法把數(shù)據(jù)分成固定長度的分組處理，算法的輸入長度為一個分組的長度。為了改善安全性，適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境，分組加密有多種不同的工作模式。最常見的四種工作模式是：ECB，CBC，CFB，OFB。

ECB模式，

ECB模式是最簡單的基本模式。在密鑰的控制下，把一個分組長度的輸入，轉(zhuǎn)換為一個分組長度的輸出。一個分組算法設(shè)計出來就是ECB模式的。這一模式用于實際應(yīng)用加密的問題是，容易遭受字典攻擊。ECB模式下，只要密鑰確定了，相同明文一定輸出相同密文。這一特性如同諜戰(zhàn)片里的替換密碼本，一字對一字。這就是ECB模式這一名稱的來源，Electronic Code Book，一個電子密碼本。每一種一種明文密文的對應(yīng)關(guān)系，也唯一確定了密鑰。由于明文往往存在固定的格式部分，這些固定輸入對應(yīng)的輸出的變化僅為密鑰的變化所導(dǎo)致。這大大降低了敵方分析密鑰的難度，敵方可以預(yù)先把這些固定輸入以不同密鑰加密的密文制成字典，通過查閱字典，使得逆推密鑰成為可能。傳統(tǒng)的替換密碼本會被詞頻統(tǒng)計方式攻擊，ECB模式同樣易于被類似的方式攻擊。即使不知道密鑰，在輸入變化種類較少時，敵方只需一次獲取這些明文與密文的對應(yīng)關(guān)系，只要密鑰未更換，敵方就能夠在后續(xù)的通信中，持續(xù)獲得密文對應(yīng)的明文。

ECB模式加密是很直接的，將明文按照算法規(guī)定的分組長度分組并填充(padding)，逐個分組分別加密即可。

ECB模式示意圖

圖片來自http://www.cnblogs.com/happyhippy/archive/2006/12/23/601353.html

CBC模式，

為了阻止相同的用戶明文在密鑰不變時輸出不變的密文，我們使用一個隨機(jī)組成的分組作為擾碼與第一個明文分組異或，擾亂明文的內(nèi)在的一些固定結(jié)構(gòu)和冗余，再加密這樣擾亂過的分組，分組加密的輸出密文分組既是加密結(jié)果的一部分，又是下一個分組加密的擾碼。最初的那個隨機(jī)數(shù)組成的分組稱為初始向量，一般用符號IV表示。前一分組輸出與下一個分組輸入之間的鏈接關(guān)系使得IV的隨機(jī)性擴(kuò)散到整個輸出密文之中。IV一般會隨著密文一同保存和發(fā)送。解密時，逆向使用IV，即可恢復(fù)所有明文分組。隨機(jī)IV的存在，使得相同明文相同密鑰在不會輸出相同的密文，增加了根據(jù)密文分析推測密鑰和明文的難度。CBC模式的缺點之一是分組的前后鏈接關(guān)系使得加密難以實現(xiàn)并行處理。

CBC模式示意圖

圖片來自http://www.cnblogs.com/happyhippy/archive/2006/12/23/601353.html

CFB模式，

ECB和CBC模式下，分組密碼會把任意長度明文填充到分組長度的整數(shù)倍，然后這個分組處理。在流媒體的加密處理中，這是一個問題，信道往往不會去適應(yīng)分組處理帶來的長度變化。CFB和OFB模式可以用來把分組密碼轉(zhuǎn)換成一個流密碼，加密可以做到不改變數(shù)據(jù)的長度。CFB使用密文反饋，能夠支持任意長度數(shù)據(jù)的等長加密。但是密文反饋使得密文的誤碼會擴(kuò)散。

CFB模式示意圖

圖片來自http://www.cnblogs.com/happyhippy/archive/2006/12/23/601353.html

OFB模式

OFB模式看起來像一個真正的流密碼。OFB的輸出反饋機(jī)制使得主要的密碼運算只需密鑰確定了就可以進(jìn)行，發(fā)方無需等待明文就緒，收方也無需等待密文收到。OFB模式下，分組密碼具備流密碼的使用特性，明密文長度一致，傳輸誤碼不會擴(kuò)散。與真正的流密碼算法對比，分組密碼的OFB模式及CFB模式存在著運算效率降低，輸出流周期難以確定的問題。

OFB模式示意圖

圖片來自http://www.cnblogs.com/happyhippy/archive/2006/12/23/601353.html

小結(jié)

以上是幾種最常見的分組加密工作模式，ECB是一個分組算法的基本模式，其他模式都是在ECB的基礎(chǔ)上，引入各種鏈接、反饋等擴(kuò)展處理流程所得。通過這些流程的不同組合，當(dāng)然還能形成更多的工作模式。這些不同的工作模式，有些是為了增強(qiáng)安全性，有些是為了適應(yīng)不同的加密應(yīng)用環(huán)境。成熟的加密軟件包均會支持這幾種常用模式。作為加密應(yīng)用開發(fā)者，如果基于這些加密軟件包開發(fā)，需要關(guān)注的只是結(jié)合應(yīng)用需要，選擇合適的工作模式。一些加密硬件邏輯往往只會提供基本的ECB模式分組加密。這時，開發(fā)者需要按照應(yīng)用的選擇，將ECB模式的基本組件包裝成需要的其他工作模式。

轉(zhuǎn)載于:https://www.cnblogs.com/kodefun/p/4671882.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的分组加密的工作模式的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。