block cipher是什麼意思,block cipher的意思翻譯、用法、同義詞、例句
常用詞典
[計] 分組密碼
例句
RC2 is a block cipher algorithm.
RC 2是一個塊密碼算法。
Specifies the block cipher mode to use for encryption.
指定用于加密的塊密碼模式。
The block cipher mode encodes data one block at a time.
塊密碼模式一次一塊對數據進行編碼。
A novel block cipher based on chaotic systems is presented.
提出了一種新的基于混沌的分組密碼算法。
To use a block cipher for larger amounts of data you need a mode of operation.
要對大量數據使用分組密碼,您需要一種操作模式。
專業解析
Block cipher(分組密碼)是一種對稱密鑰加密算法,其核心特征是将固定長度的明文數據塊一次性加密成密文數據塊。它是現代密碼學中加密大量數據的基石之一。
其詳細含義和工作原理可分解如下:
-
按塊處理:
- 與逐位或逐字節加密的流密碼不同,分組密碼将待加密的明文數據分割成一系列固定長度的塊(Block)。
- 常見的分組長度包括64位(如早期的DES)和128位(如現代的AES)。每個塊獨立或按特定模式進行處理。
- 如果最後一個明文塊的長度不足一個完整分組,需要使用填充(Padding) 方案将其補充至标準長度。
-
對稱密鑰:
- 分組密碼使用同一個密鑰進行加密和解密操作。這意味着通信雙方必須事先安全地共享該密鑰。
- 密鑰長度是衡量密碼強度的重要指标(如AES支持128位、192位、256位密鑰)。密鑰越長,通常意味着暴力破解的難度呈指數級增長。
-
加密函數:
- 分組密碼的核心是一個複雜的、确定性的加密函數(通常記為E)。
- 該函數接收兩個輸入:一個固定長度的明文塊(P)和一個密鑰(K)。
- 經過一系列精心設計的代換(Substitution)和置換(Permutation) 操作(旨在實現香農提出的混淆(Confusion)和擴散(Diffusion) 原則),函數輸出一個固定長度的密文塊(C)。即:
C = E(K, P)
。
- 這些操作通常在多輪(Rounds)中重複進行,每輪使用由主密鑰派生出的子密鑰(Subkey),極大地增加了密碼分析的難度。
-
解密函數:
- 存在一個對應的解密函數(通常記為D)。
- 該函數接收密文塊(C) 和相同的密鑰(K) 作為輸入,經過一系列設計為加密過程逆操作(或等效逆操作)的步驟,還原出原始的明文塊(P)。即:
P = D(K, C)
。
- 解密函數的設計确保了加密的可逆性。
-
工作模式:
- 由于實際數據通常遠大于一個分組,且直接對每個塊獨立加密(稱為電子密碼本模式 - ECB)存在安全隱患(如暴露明文模式),因此需要工作模式(Mode of Operation) 來定義如何對多個數據塊進行加密。
- 常見的工作模式包括:
- 密碼分組鍊接(CBC - Cipher Block Chaining): 每個明文塊在加密前與前一個密文塊進行異或操作,增加了依賴性。
- 計數器模式(CTR - Counter Mode): 使用一個計數器并加密其值,将結果與明文塊異或得到密文塊,具有并行性且可轉換為流密碼。
- 伽羅瓦/計數器模式(GCM - Galois/Counter Mode): 在CTR基礎上提供認證加密(同時保證機密性和完整性),高效且廣泛用于現代協議(如TLS 1.2+)。
- 工作模式的選擇對安全性、效率和功能(如是否需要認證)至關重要。NIST SP 800-38A等标準文檔詳細規範了這些模式。
Block cipher是一種使用固定長度分組和對稱密鑰的加密算法。它通過複雜的多輪代換和置換操作(依賴于密鑰)将明文塊轉換為密文塊,并能通過逆操作解密。為了安全有效地加密長消息,必須結合適當的工作模式(如CBC, CTR, GCM)來使用。AES(Advanced Encryption Standard) 是目前最廣泛使用和信任的分組密碼标準。
參考來源:
- NIST Special Publication 800-38A: Recommendation for Block Cipher Modes of Operation - https://csrc.nist.gov/pubs/sp/800/38/a/final (NIST官方網站,權威标準)
- AES Explained (Advanced Encryption Standard) - https://www.techtarget.com/searchsecurity/definition/Advanced-Encryption-Standard (技術資源網站,詳細解釋AES)
網絡擴展資料
Block cipher(分組密碼)是密碼學中的一種對稱加密算法,其核心特點是将明文數據劃分為固定長度的塊(如64位、128位),再通過密鑰和加密算法對每個塊進行獨立處理。以下是詳細解釋:
一、基本概念
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分塊處理
将輸入數據按固定長度(如AES的128位)分割成多個塊,每個塊單獨加密。若最後一個塊長度不足,需通過填充機制(如PKCS#7)補足。
-
密鑰與算法
加密和解密使用同一密鑰,通過多輪非線性變換(如置換、替換)實現混淆(隱藏明文與密文的關系)和擴散(使單個明文位影響多個密文位)。
二、常見工作模式
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ECB(電子密碼本)
直接對每個塊獨立加密,但相同明文塊生成相同密文塊,易被攻擊者識别模式。
-
CBC(密碼塊鍊接)
每個塊加密前與前一個密文塊異或,需初始化向量(IV)增強隨機性,安全性高于ECB。
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CTR(計數器模式)
将塊密碼轉換為流密碼,通過遞增計數器生成密鑰流,支持并行加密,適合高速場景。
三、優缺點
- 優點
- 安全性高:適合加密大文件或固定結構數據。
- 标準化:支持多種模式適應不同需求(如完整性驗證需GCM模式)。
- 缺點
- 填充問題:可能因填充不當引發漏洞(如Padding Oracle攻擊)。
- 模式依賴性:需根據場景選擇合適模式,否則降低安全性。
四、應用場景
- 數據傳輸:SSL/TLS協議中用于加密通信内容。
- 存儲加密:文件系統(如BitLocker)或數據庫字段加密。
- 認證協議:與其他算法結合生成消息認證碼(MAC)。
五、典型算法
- AES(高級加密标準):現代最常用算法,支持128/192/256位密鑰,取代了舊版DES。
- DES(數據加密标準):因56位密鑰過短已被淘汰,僅用于遺留系統。
- 3DES:通過三次DES加密增強安全性,但效率較低。
- Blowfish:可變密鑰長度(32-448位),適合非硬件場景。
如需更深入的數學原理(如Feistel網絡結構)或具體實現細節,可參考密碼學教材或NIST标準文檔。
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