【网络安全技术】分组密码的工作模式

一、Electronic Code Book (ECB)

就是每个明文分组直接过加密算法出密文块，最后再拼起来，这样虽然可以支持并行加密，但是会有一个问题，那就是相同的明文块会产生相同的密文块，黑客可以统计密文块的统计特征来进行破译。如果可以再进一步混淆和扩散就好了。

二、Cipher Block Chaining (CBC)

顾名思义就是用密文块来吧每一块串起来，那就是每一步都需要用前一个密文块。

加密就是用明文块和上一个明文块的结果做异或，然后再过加密算法，得出该明文块相对应的密文块。这样每个密文块都与他前面所有的密文块相关联，做到了很好的扩散。对于第一个明文块需要有一个初始的向量和他做异或。这样就不好并行处理了。

来看解密

对于每个密文块的解密，只需要先把他过一遍解密算法，然后再和他的前一个密文块做异或就好了，所以解密是支持并行处理的。同时还有一个问题，那就是解密需要用到初始向量C0，所以这个向量如何保存和传播也是个问题。

三、Cipher feedback mode(CFB)

这个首先要对一个初始向量加密，然后把这个加密的结果放入一个移位寄存器，这个结果的高s位和我需要加密的明文块，这里也就是s位来做异或，异或的结果推入这个移位寄存器的右边，移位寄存器左移，然后再加密，再和明文异或，一直循环。

这样的话，明文块的大小可以任意规定。

这样，同样是通过密文来连接在了一起，不过与CBC不同的是，CBC是对明文加密，与向量异或，而CFB是对向量加密，与明文异或。这里的向量除了第一次是初始化向量，后面都是密文块（或移位寄存器移位后的）。

这样支持随机访问解密，为什么，想想解密需要什么，需要那块明文对应的密文，这个肯定可以随机访问，还需要当时移位寄存器的状态，这个由什么决定，由初始向量、当前轮数（索引）、以及上一块（或多块）的密文决定，而这些信息都是可以直接获得的，所以解密也可以并行执行，支持随机访问。

四、Output feedback mode (OFB)

这个跟刚才CFB很像，不过CFB叫cipher，用的是密文来传播扩散，这个OFB是用output来传播扩散，output就是初始向量加密后的结果。

所以这个整体的流程就是，初始向量加密之后，干两件事，一件事是传播到下一个明文块作为向量去了，另一件事是和本明文块做异或得到本密文块。

解密就是从初始向量开始，过解密算法，然后和密文异或，就出来了明文。

所以这里看，我只要有了初始向量，我就可以预先把所有的虚线框里的过程走一遍，得到每一个相当于是新的key的东西，明文来了就可以并行异或来出结果了。解密也是同理。

而且这个没有错误传递，因为密文的错误只会影响他那个密文块，甚至只有错误bit会被影响。

五、Counter mode (CTR)

这个跟上一个很像，都是上面虚线部分为每个明文块产生一个新key，用这个新key来和明文异或来产生密文。只不过这个的虚线部分进加密算法的是一个计数器的值。

它具有上面的所有优点：

1.可以预处理

2.支持更高程度的并行，因为每轮的计数器的值是可以随机访问的

3.支持随机访问

4.没有错误传播