block cipher是什么意思,block cipher的意思翻译、用法、同义词、例句
常用词典
[计] 分组密码
例句
RC2 is a block cipher algorithm.
RC 2是一个块密码算法。
Specifies the block cipher mode to use for encryption.
指定用于加密的块密码模式。
The block cipher mode encodes data one block at a time.
块密码模式一次一块对数据进行编码。
A novel block cipher based on chaotic systems is presented.
提出了一种新的基于混沌的分组密码算法。
To use a block cipher for larger amounts of data you need a mode of operation.
要对大量数据使用分组密码,您需要一种操作模式。
专业解析
Block cipher(分组密码)是一种对称密钥加密算法,其核心特征是将固定长度的明文数据块一次性加密成密文数据块。它是现代密码学中加密大量数据的基石之一。
其详细含义和工作原理可分解如下:
-
按块处理:
- 与逐位或逐字节加密的流密码不同,分组密码将待加密的明文数据分割成一系列固定长度的块(Block)。
- 常见的分组长度包括64位(如早期的DES)和128位(如现代的AES)。每个块独立或按特定模式进行处理。
- 如果最后一个明文块的长度不足一个完整分组,需要使用填充(Padding) 方案将其补充至标准长度。
-
对称密钥:
- 分组密码使用同一个密钥进行加密和解密操作。这意味着通信双方必须事先安全地共享该密钥。
- 密钥长度是衡量密码强度的重要指标(如AES支持128位、192位、256位密钥)。密钥越长,通常意味着暴力破解的难度呈指数级增长。
-
加密函数:
- 分组密码的核心是一个复杂的、确定性的加密函数(通常记为E)。
- 该函数接收两个输入:一个固定长度的明文块(P)和一个密钥(K)。
- 经过一系列精心设计的代换(Substitution)和置换(Permutation) 操作(旨在实现香农提出的混淆(Confusion)和扩散(Diffusion) 原则),函数输出一个固定长度的密文块(C)。即:
C = E(K, P)
。
- 这些操作通常在多轮(Rounds)中重复进行,每轮使用由主密钥派生出的子密钥(Subkey),极大地增加了密码分析的难度。
-
解密函数:
- 存在一个对应的解密函数(通常记为D)。
- 该函数接收密文块(C) 和相同的密钥(K) 作为输入,经过一系列设计为加密过程逆操作(或等效逆操作)的步骤,还原出原始的明文块(P)。即:
P = D(K, C)
。
- 解密函数的设计确保了加密的可逆性。
-
工作模式:
- 由于实际数据通常远大于一个分组,且直接对每个块独立加密(称为电子密码本模式 - ECB)存在安全隐患(如暴露明文模式),因此需要工作模式(Mode of Operation) 来定义如何对多个数据块进行加密。
- 常见的工作模式包括:
- 密码分组链接(CBC - Cipher Block Chaining): 每个明文块在加密前与前一个密文块进行异或操作,增加了依赖性。
- 计数器模式(CTR - Counter Mode): 使用一个计数器并加密其值,将结果与明文块异或得到密文块,具有并行性且可转换为流密码。
- 伽罗瓦/计数器模式(GCM - Galois/Counter Mode): 在CTR基础上提供认证加密(同时保证机密性和完整性),高效且广泛用于现代协议(如TLS 1.2+)。
- 工作模式的选择对安全性、效率和功能(如是否需要认证)至关重要。NIST SP 800-38A等标准文档详细规范了这些模式。
Block cipher是一种使用固定长度分组和对称密钥的加密算法。它通过复杂的多轮代换和置换操作(依赖于密钥)将明文块转换为密文块,并能通过逆操作解密。为了安全有效地加密长消息,必须结合适当的工作模式(如CBC, CTR, GCM)来使用。AES(Advanced Encryption Standard) 是目前最广泛使用和信任的分组密码标准。
参考来源:
- NIST Special Publication 800-38A: Recommendation for Block Cipher Modes of Operation - https://csrc.nist.gov/pubs/sp/800/38/a/final (NIST官方网站,权威标准)
- AES Explained (Advanced Encryption Standard) - https://www.techtarget.com/searchsecurity/definition/Advanced-Encryption-Standard (技术资源网站,详细解释AES)
网络扩展资料
Block cipher(分组密码)是密码学中的一种对称加密算法,其核心特点是将明文数据划分为固定长度的块(如64位、128位),再通过密钥和加密算法对每个块进行独立处理。以下是详细解释:
一、基本概念
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分块处理
将输入数据按固定长度(如AES的128位)分割成多个块,每个块单独加密。若最后一个块长度不足,需通过填充机制(如PKCS#7)补足。
-
密钥与算法
加密和解密使用同一密钥,通过多轮非线性变换(如置换、替换)实现混淆(隐藏明文与密文的关系)和扩散(使单个明文位影响多个密文位)。
二、常见工作模式
-
ECB(电子密码本)
直接对每个块独立加密,但相同明文块生成相同密文块,易被攻击者识别模式。
-
CBC(密码块链接)
每个块加密前与前一个密文块异或,需初始化向量(IV)增强随机性,安全性高于ECB。
-
CTR(计数器模式)
将块密码转换为流密码,通过递增计数器生成密钥流,支持并行加密,适合高速场景。
三、优缺点
- 优点
- 安全性高:适合加密大文件或固定结构数据。
- 标准化:支持多种模式适应不同需求(如完整性验证需GCM模式)。
- 缺点
- 填充问题:可能因填充不当引发漏洞(如Padding Oracle攻击)。
- 模式依赖性:需根据场景选择合适模式,否则降低安全性。
四、应用场景
- 数据传输:SSL/TLS协议中用于加密通信内容。
- 存储加密:文件系统(如BitLocker)或数据库字段加密。
- 认证协议:与其他算法结合生成消息认证码(MAC)。
五、典型算法
- AES(高级加密标准):现代最常用算法,支持128/192/256位密钥,取代了旧版DES。
- DES(数据加密标准):因56位密钥过短已被淘汰,仅用于遗留系统。
- 3DES:通过三次DES加密增强安全性,但效率较低。
- Blowfish:可变密钥长度(32-448位),适合非硬件场景。
如需更深入的数学原理(如Feistel网络结构)或具体实现细节,可参考密码学教材或NIST标准文档。
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