9、块加密与流加密：原理、模式及应用

块加密与流加密：原理、模式及应用

在数据加密领域，块加密和流加密是两种重要的加密方式，它们各有特点和适用场景。下面将详细介绍块加密的不同模式、流加密的几种模式，以及加密过程中的起始值选择、填充和密文窃取等问题，最后还会提及数据认证方面的内容。

1. 块加密模式

块加密是将明文分成固定大小的块，然后对每个块进行加密。常见的块加密模式有电子密码本（ECB）模式和密码块链接（CBC）模式。

1.1 电子密码本（ECB）模式

ECB 模式是最简单的块加密模式，它对每个明文块使用相同的密钥进行独立加密。加密公式为 (c_i = ENC_k(m_i))，解密公式为 (m_i = DEC_k(c_i))，其中 (m_i) 是明文块，(c_i) 是密文块，(ENC_k) 表示使用密钥 (k) 进行加密，(DEC_k) 表示使用密钥 (k) 进行解密。

然而，ECB 模式存在明显的缺陷，即相同的明文块会加密成相同的密文块，这可能导致信息泄露。例如，如果两个明文块相同，那么它们对应的密文块也相同，攻击者可以据此推断出明文的一些信息。

1.2 密码块链接（CBC）模式

为了克服 ECB 模式的信息泄露问题，CBC 模式应运而生。在 CBC 模式中，每个明文块的加密依赖于前一个密文块。加密公式为：
- (c_1 = ENC_k(m_1 \oplus IV))
- (c_i = ENC_k(m_i \oplus c_{i - 1}))（(2 \leq i \leq n)）

解密公式为：
- (m_1 = DEC_k(c_1) \oplus IV)
- (m_i