41、扩展码本（XCB）操作模式的安全性解析

扩展码本（XCB）操作模式的安全性解析

在当今数字化的时代，数据安全至关重要，而加密算法是保障数据安全的关键手段之一。本文将详细探讨扩展码本（XCB）操作模式，包括其定义、与现有工作的比较、安全性分析等内容。

1. 引言

在许多场景中，长度保留的确定性加密具有重要的应用价值。长度保留加密指的是密文的比特数与明文完全相同，这种加密方式必须是确定性的，因为密文中没有空间容纳随机数据（如初始化向量）。

在一些加密数据库应用中，确定性是确保查询的明文值与先前存储的密文值之间直接对应的关键。然而，长度保留加密也存在一些局限性，它无法提供消息认证，因为没有空间放置消息认证码，并且不能满足某些强保密性定义。

尽管存在这些限制，但在许多情况下，使用长度保留加密可能是必要的，因为其他方法可能无法工作。例如，在许多已经实现和部署的数据处理系统中，长度保留加密可以允许将加密引入其中。许多网络协议具有固定宽度的字段，许多网络系统对数据扩展的量有严格限制，磁盘块加密就是一个重要的例子。

我们的目标是在长度保留的限制下提供尽可能高的安全性。我们要求密码是一个伪随机置换，对于计算能力有限的对手来说，它与消息集上均匀选择的随机置换是不可区分的。为了处理大小可能不同的明文，我们要求密码是一个伪随机任意长度置换。此外，我们还允许将一些额外的数据与明文关联起来，使密码成为一个带有关联数据的伪随机任意长度置换，以提供更好的安全性。

关联数据输入到伪随机置换的概念最早出现在Schroeppel的创新的Hasty Pudding Cipher中，被称为“spice”，后来Liskov、Rivest和Wagner对其进行了严格的数学处理，称之为“tweak”。我们的