15、加密模式、哈希算法与随机数生成器详解

加密模式、哈希算法与随机数生成器详解

1. 加密模式

1.1 CFB 模式

CFB（Cipher Feedback）模式以 s 位为一组输出，s 需介于 1 和块大小之间。其工作流程如下：
1. 用密钥对输入块（首个为 IV）进行加密。
2. 从加密输出中提取最高 s 位，与明文的下 s 位进行异或操作，生成密文。
3. 将密文发送给接收方。
4. 把密文反馈到输入块，输入块左移 s 位，将密文置于右侧（最低有效位）。然后使用新的输入块重复上述过程。

1.2 OFB 模式

OFB（Output Feedback）模式与 CFB 模式相似，但存在关键差异。初始步骤和 CFB 一样，使用 IV 作为输入块并加密，再用最高有效位与待输出位异或得到密文。不同之处在于，OFB 反馈的是加密的输出位（在与明文异或之前），通过右移输入块并移入新位实现反馈。
- CFB 生成密钥流依赖明文，而 OFB 的密钥流仅依赖 IV 和密钥。
- OFB 的优势在于，若发生传输错误，错误不会超出受损块传播，接收方能够恢复；而 CFB 由于密文直接进入输入块，接收端的错误密文值会影响后续解密位。

1.3 计数器模式

计数器模式（CTR）可将块密码转换为流密码。使用一系列计数器（如 C0、C1 等），通常是依次递增的，C0 应是难以猜测的数。获取给定明文位的密文步骤如下：
1. 用密钥加密下一个计数器。
2. 提取所需位数，优先使用最高有效位，至少提取 1 位，最多可提取全部位。
3. 将所选位与明文位进行异或操作，结果即为密文位。对下一批明文位，加密下一个计数器，依此