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块加密

概述

所谓块加密就是每次加密一块明文,常见的加密算法有

  • IDEA 加密
  • DES 加密
  • AES 加密

块加密也是对称加密。

其实,我们也可以把块加密理解一种特殊的替代密码,但是其每次替代的是一大块。而正是由于一大块,明文空间巨大,而且对于不同的密钥,我们无法做一个表进行对应相应的密文,因此必须得有 复杂 的加解密算法来加解密明密文。

基本策略

在分组密码设计时,充分使用了 Shannon 提出的两大策略:混淆与扩散两大策略。

混淆

混淆,Confusion,将密文与密钥之间的统计关系变得尽可能复杂,使得攻击者即使获取了密文的一些统计特性,也无法推测密钥。一般使用复杂的非线性变换可以得到很好的混淆效果,常见的方法如下

  • S 盒
  • 乘法

扩散

扩散,Diffusion,使得明文中的每一位影响密文中的许多位。常见的方法有

  • 线性变换
  • 置换
  • 移位,循环移位

常见加解密结构

目前块加密中主要使用的是结构是

  • 迭代结构,这是因为迭代结构便于设计与实现,同时方便安全性评估。

迭代结构

概述

迭代结构基本如下,一般包括三个部分

  • 密钥置换
  • 轮加密函数
  • 轮解密函数

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轮函数

目前来说,轮函数主要有主要有以下设计方法

  • Feistel Network,由 Horst Feistel 发明,DES 设计者之一。
    • DES
  • Substitution-Permutation Network(SPN)
    • AES
  • 其他方案

密钥扩展

目前,密钥扩展的方法有很多,没有见到什么完美的密钥扩展方法,基本原则是使得密钥的每一个比特尽可能影响多轮的轮密钥。

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