Введение в режим блочного шифра

Существует два типа алгоритмов: один - потоковый шифр, а другой - блочный шифр. В этой статье мы рассмотрим блочный шифр «Режимы работы». Перед этим давайте обсудим блочный шифр. Блочный шифр - это метод шифрования, в котором шифрование и дешифрование происходит блок за блоком. Он зашифровывает один блок текста за раз и расшифровывает один блок зашифрованного текста за раз. Блоки, используемые в этом процессе, имеют 64 или более бит.

Режимы работы блочного шифра

В блочном шифре есть 5 режимов работы.

1. Режим ЕЦБ

  • Режим ECB означает режим электронного кодового блока. Это один из самых простых режимов работы. В этом режиме простой текст делится на блок, где каждый блок имеет 64 бита. Затем каждый блок шифруется отдельно. Один и тот же ключ используется для шифрования всех блоков. Каждый блок шифруется ключом и составляет блок зашифрованного текста.
  • На стороне приемника данные делятся на блоки, каждый из которых содержит 64 бита. Тот же ключ, который используется для шифрования, используется для дешифрования. Он принимает 64-битный зашифрованный текст и с помощью ключа преобразует зашифрованный текст в обычный текст.
  • Поскольку один и тот же ключ используется для шифрования всех блоков, если блок исходного текста повторяется в исходном сообщении, то соответствующий блок зашифрованного текста также будет повторяться. В качестве одного и того же ключа, используемого для всего блока, во избежание повторения блока режим ECB используется только для небольшого сообщения, в котором повторение блока простого текста меньше.

2. Режим CBC

  • Режим CBC означает Режим блока шифрования на стороне отправителя, простой текст делится на блоки. В этом режиме используется IV (вектор инициализации), который может быть произвольным блоком текста. IV используется, чтобы сделать зашифрованный текст каждого блока уникальным.
  • Первый блок простого текста и IV объединяется с использованием операции XOR, а затем шифруется результирующее сообщение с использованием ключа и формирует первый блок зашифрованного текста. первый блок зашифрованного текста используется как IV для второго блока простого текста. та же процедура будет выполняться для всех блоков простого текста.
  • На стороне получателя зашифрованный текст делится на блоки. Шифрованный текст первого блока расшифровывается с использованием того же ключа, который используется для шифрования. Дешифрованный результат будет XOR с IV и сформирует первый блок простого текста. Второй блок зашифрованного текста также дешифруется с использованием того же ключа, и результатом дешифрования будет XOR с первым блоком зашифрованного текста и образующий второй блок простого текста. Эта же процедура используется для всех блоков.
  • Режим CBC гарантирует, что если блок исходного текста будет повторяться в исходном сообщении, он создаст другой зашифрованный текст для соответствующих блоков.
    Обратите внимание, что ключ, который используется в режиме CBC, является тем же, отличается только IV, который инициализируется в начальной точке.

3. Режим CFB

  • Режим CFB означает режим обратной связи с шифром. В этом режиме данные зашифрованы в виде блоков, где каждый блок имеет 8 бит.
  • Как и в режиме цепочки блоков шифров, IV инициализируется. IV хранится в регистре сдвига. Он зашифрован с использованием ключа и формирует зашифрованный текст.
  • Теперь самые левые j бит зашифрованного IV - это XOR с первыми j битами простого текста. этот процесс сформирует первую часть зашифрованного текста, и этот зашифрованный текст будет передан получателю.
  • Теперь биты IV сдвинуты влево на j бит. поэтому крайняя правая позиция j регистра сдвига теперь имеет непредсказуемые данные. эти крайние правые позиции теперь хранятся в зашифрованном виде. процесс будет повторен для всех текстовых единиц.

4. Режим OFB

  • Режим OFB означает режим обратной связи. Режим OFB аналогичен режиму CDB, единственное отличие состоит в том, что в CFB зашифрованный текст используется для следующего этапа процесса шифрования, тогда как в OFB выход IV шифрования используется для следующего этапа процесса шифрования.
  • IV зашифрован с использованием ключа и зашифрованную форму IV. Простой текст и самые левые 8 бит зашифрованного IV объединяются с использованием XOR и создают зашифрованный текст.
  • Для следующего этапа зашифрованный текст, который является формой на предыдущем этапе, используется в качестве IV для следующей итерации. та же процедура выполняется для всех блоков.

5. Режим CTR

  • CTR Mode означает режим счетчика. Поскольку имя является счетчиком, оно использует последовательность чисел в качестве входных данных для алгоритма. когда блок зашифрован, для заполнения следующего регистра используется следующее значение счетчика.
    Примечание: значение счетчика будет увеличено на 1.
  • Для шифрования первый счетчик шифруется с использованием ключа, а затем простой текст XOR с зашифрованным результатом для формирования зашифрованного текста.
  • Счетчик будет увеличен на 1 для следующего этапа, и такая же процедура будет выполняться для всех блоков. Для дешифрования будет использоваться та же последовательность. Здесь для преобразования зашифрованного текста в обычный текст каждый зашифрованный текст представляет собой XOR с зашифрованным счетчиком. Для следующего этапа счетчик будет увеличиваться на столько же, будет повторяться для всех блоков зашифрованного текста.

Рекомендуемые статьи

Это было руководство к режиму работы блока Cipher. Здесь мы подробно рассмотрели режимы работы блочного шифра с их процессом шифрования и дешифрования. Вы также можете взглянуть на следующие статьи, чтобы узнать больше:

  1. Типы шифров
  2. Симметричные алгоритмы
  3. Криптографические методы
  4. Алгоритм шифрования

Категория:

Разработка программного обеспечения