什么是分组加密算法的ECB模式(电子密码本模式)?

2023年2月27日10:33:21什么是分组加密算法的ECB模式(电子密码本模式)?已关闭评论

分组加密算法又称块加密算法,就是一组一组进行加解密。它将明文分成多个等长的块(block,或称分组),使用确定的算法和对称密钥对每组分别进行加解密。通俗地讲,就是一组一组地进行加解密,而且每组数据长度相同。

有人或许会想,既然是一组一组加解密的,那么程序是否可以设计成并行加解密?比如在多核计算机上开n个线程,同时对n个分组同时进行加解密。这个想法不完全正确,因为分组和分组之间可能存在关联,这就引出了分组算法的工作模式概念。分组算法的工作模式就是用来确定分组之间是否有关联以及如何关联的问题。不同的工作模式(也称加密模式)使得每个加密区块(分组)之间的关系不同。

ECB模式是最早采用和最简单的模式,它将加密的数据分成若干组,每组的大小跟加密密钥长度相同,然后每组都用相同的密钥进行加密。相同的明文会产生相同的密文。

其缺点是:电子密码本模式用一个密钥加密消息的所有块,如果原消息中重复明文块,则加密消息中的相应密文块也会重复。因此,电子密码本模式适于加密小消息。ECB模式的具体过程如图3-4所示。

在图3-4中,每个分组的运算(加密或解密)都是独立的,每个分组加密只需要密钥和该明文分组即可,每个分组解密也只需要密钥和该密文分组即可。这就产生了一个问题,即加密时相同内容的明文块将得到相同的密文块(密钥相同,输入相同,得到的结果也就相同了),这样就难以抵抗统计分析攻击了。ECB每组没关系也促成其优点,比如有利于并行计算、误差不会被传送、运算简单、不需要初始向量(IV)。

什么是分组加密算法的ECB模式(电子密码本模式)?

图3-4

该模式的特点是简单、快速,加密和解密过程支持并行计算;明文中的重复排列会反映在密文中;通过删除、替换密文分组可以对明文进行操作(即可攻击),无法抵御重放攻击;对包含某些比特错误的密文进行解密时,对应的分组会出错。

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