分组密码加密操作模式

密码其目的为，通过加密数据为Alice发给Bob的消息提供了保密性。

电子密码本模式（ECB）

一种最直接的消息加密方式。若分组密码加密分组大小为b位，则如果长度超过b位时，消息将被分割为欸大小为b位的分组。如果消息长度不是b位的整数倍，则在加密前必须将其填充为b位的整数倍。

由于传输问题导致接收方没有收到所有的加密分组时，接收方还是可能解密已收到的分组。但ECB模式最大的问题在于它的加密是高度确定的（只要密钥不变，相同的明文分组总是产生相同的密文分组），即ECB模式可以看作是巨大的密码本，每个输入都映射到特定的输出。

ECB容易遭受流量攻击、容易遭受代换攻击、容易遭受统计分析攻击。

因此，人们期望每次加密相同的明文会得到不同的密文，这种行为叫做“概率加密”。人们可以引入一些随机化初始向量来实现概率加密。下面所有模式都使用初始向量来实现概率加密。

密码分组链接模式（CBC）

该操作模式主要思想有两种：

1. 所有分组加密都链接在一起，使得密文yi不仅依赖于分组xi，而且还依赖于前面所有的明文分组。

2. 加密过程使用初始向量进行了随机化。

   • 加密（第一个分组） y1 = ek(x1 xor IV)
   • 加密（一般分组） yi = ek(xi xor y{i-1}) i >= 2
   • 解密（第一个分组） x1 = ek^-1(y1) xor IV
   • 解密（一般分组） xi = ek^-1(ti) xor y{i-1} i >= 2

但加密本身还是不够的，我们还需要保护消息的完整性（通过消息验证码（MAC）或数字签名实现）

输出反馈模式（OFB）

首先使用分组密码加密IV，得到的密钥输出为b位密钥序列的第一个集合；将前面一个密钥输出反馈给分组密码进行加密，即可计算出密钥序列位的下一个分组；不断重复这个过程。 <