Úvod do blokových šifrových režimů

Existují dva typy algoritmů, jeden je proudová šifra a druhý je bloková šifra. V tomto článku se podíváme na provozní režimy blokové šifry. Než to umožní diskutovat o blokové šifře. Bloková šifra je technika šifrování, kde se šifrování a dešifrování provádí blok po bloku. Šifruje jeden blok textu najednou a dešifruje jeden blok šifrovaného textu najednou. Bloky použité v tomto procesu jsou 64 bitů nebo více.

Provozní režimy blokové šifry

Na blokové šifře je 5 provozních režimů.

1. Režim ECB

  • Režim ECB je zkratka pro režim elektronického kódu. Je to jeden z nejjednodušších způsobů provozu. V tomto režimu je prostý text rozdělen do bloku, kde každý blok obsahuje 64 bitů. Pak je každý blok šifrován samostatně. Stejný klíč se používá pro šifrování všech bloků. Každý blok je šifrován pomocí klíče a vytváří blok ciphertext.
  • Na straně přijímače jsou data rozdělena do bloku, každý ze 64 bitů. Stejný klíč, který se používá pro šifrování, se používá pro dešifrování. Trvá 64bitový šifrový text a pomocí klíče převede šifrový text na prostý text.
  • Protože se stejný klíč používá pro šifrování všech bloků, bude-li blok prostého textu opakován v původní zprávě, bude se opakovat i odpovídající blok ciphertext. Stejný klíč používaný pro všechny bloky, aby se zabránilo opakování bloku, používá se režim ECB pouze pro malou zprávu, kde je opakování bloku prostého textu menší.

2. Režim CBC

  • CBC Mode je zkratka pro Cipher block Mode na straně odesílatele, prostý text je rozdělen do bloků. V tomto režimu se používá IV (Initialization Vector), což může být náhodný blok textu. IV se používá k tomu, aby byl ciphertext každého bloku jedinečný.
  • První blok prostého textu a IV je kombinován pomocí operace XOR a poté šifrována výslednou zprávu pomocí klíče a tvoří první blok ciphertext. první blok ciphertext se používá jako IV pro druhý blok prostého textu. stejný postup bude dodržen pro všechny bloky prostého textu.
  • Na straně příjemce je šifrový text rozdělen do bloků. První šifrovací text bloku je dešifrován pomocí stejného klíče, který se používá pro šifrování. Dešifrovaný výsledek bude XOR s IV a vytvoří první blok prostého textu. Druhý blok ciphertext je také dešifrován pomocí stejného klíče a výsledkem dešifrování bude XOR s prvním blokem ciphertext a vytvoří druhý blok prostého textu. Stejný postup se používá pro všechny bloky.
  • Režim CBC zajišťuje, že pokud se blok prostého textu opakuje v původní zprávě, vytvoří odpovídající ciphertext pro odpovídající bloky.
    Všimněte si, že klíč, který se používá v režimu CBC, je stejný, pouze IV je jiný, který je inicializován v počátečním bodě.

3. Režim CFB

  • Režim CFB znamená Cipher Feedback Mode. V tomto režimu jsou data šifrována ve formě jednotek, kde každá jednotka má 8 bitů.
  • Stejně jako v režimu šifrování blokových bloků je IV inicializován. IV je veden v posuvném registru. Je šifrována pomocí klíče a tvoří ciphertext.
  • Nyní nejjednodušší j bity šifrovaného IV jsou XOR s prvními j bity prostého textu. tento proces bude tvořit první část šifrového textu a tento šifrový text bude přenesen do přijímače.
  • Nyní jsou bity IV posunuty o j bit doleva. proto má nejvzdálenější poloha j posuvného registru nyní nepředvídatelné údaje. tyto pozice j zcela vpravo jsou nyní vyplněny ciphertext. proces bude opakován pro všechny jednotky prostého textu.

4. OFB režim

  • OFB Mode je zkratka pro výstupní zpětnou vazbu. Režim OFB je podobný režimu CDB, jediný rozdíl je v CFB, že ciphertext se používá pro další fázi šifrovacího procesu, zatímco v OFB se výstup IV šifrování používá pro další fázi šifrovacího procesu.
  • IV je šifrována pomocí klíče a formy šifrována IV. Prostý text a nejvíce vlevo 8 bitů šifrovaného IV jsou kombinovány pomocí XOR a vytvářejí ciphertext.
  • Pro další fázi se použije ciphertext, který je v předchozí fázi, jako IV pro další iteraci. stejný postup je dodržován pro všechny bloky.

5. Režim CTR

  • Režim CTR znamená režim počítadla. Protože název je čítač, používá posloupnost čísel jako vstup pro algoritmus. když je blok šifrován, použije se k vyplnění dalšího registru další hodnota čítače.
    Poznámka: hodnota čítače se zvýší o 1.
  • Pro šifrování je první čítač šifrován pomocí klíče a potom je prostý text XOR s šifrovaným výsledkem za účelem vytvoření šifrového textu.
  • Čítač bude zvýšen o 1 pro další fázi a stejný postup bude dodržen pro všechny bloky. Pro dešifrování bude použita stejná sekvence. Zde převede ciphertext na prostý text, každý ciphertext je XOR s šifrovaným čítačem. Pro další fázi bude počítadlo zvýšeno o stejné, bude opakováno pro všechny bloky Ciphertext.

Doporučené články

Toto byl průvodce blokovými režimy šifrování. Zde jsme viděli režimy provozu blokové šifry s jejich šifrováním a dešifrováním podrobně. Další informace naleznete také v následujících článcích -

  1. Druhy šifry
  2. Symetrické algoritmy
  3. Kryptografické techniky
  4. Algoritmus šifrování

Kategorie:

Vývoj softwaru