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法律研究分組密碼設計原則
分組密碼是一種使用對稱金鑰以確定性方式工作的加密演算法。明文被分成多個大小相等的分組。如果明文長度不允許進行大小相等的分組劃分，則對明文進行填充。這種型別的加密方法可以加密 128 位的分組，金鑰可以是 128、192 或 256 位。在分組密碼中，明文長度等於密文長度。
這種型別的加密過程一次處理一個分組，對於 n 位的輸入產生 n 位的輸出。但是，如果存在兩個相同的分組，該過程將為它們生成兩個不同的密文。它是一個具有公鑰和私鑰的可逆函式，這使得它的計算簡單，並且是一個確定性過程。
操作模式
分組密碼有 5 種操作模式，以便可以改進演算法並實現更廣泛的應用。這些模式如下：
**電子密碼本模式 (ECB)** - 在這種型別的操作中，明文被分成多個 64 位的塊。每個塊都使用相同的金鑰進行單獨加密。加密後，密文塊被髮送到接收方，接收方進行解密過程以解碼明文。這些塊使用相同的金鑰進行單獨解密。在加密過程中，由於使用了相同的金鑰，因此對於單個字元總是產生相同的結果。也就是說，如果存在兩個相同的分組，該過程不會為它們生成兩個不同的密文。因此，ECB 適用於具有較少或沒有重複字元的小明文。
**密碼分組連結模式 (CBC)** - 為了克服 ECB 中重複文字的問題，開發了 CBC，它每次都會為相同的分組生成新的密文。為此，這裡使用了連結方法。在對一個分組進行加密時，除了金鑰之外，還將前一個分組的加密結果饋送到當前加密中。因此，當前加密框不僅取決於當前明文，還取決於前一個分組的結果。對於第一個分組操作，沒有前一個分組的結果需要新增，因此會生成一個稱為初始化向量的隨機文字塊，並將其作為輸入提供給第一個分組加密。
**密碼反饋模式 (CFB)** - 在沒有資料塊的加密情況下，即明文由字元或位組成，則應用密碼反饋模式。在這種型別的加密中，一個位的加密結果被饋送到下一個位的加密，因此存在錯誤傳播的可能性，因為來自該位的錯誤再次傳遞到下一位。
**輸出反饋模式 (OFB)** - 這種型別的加密也涉及位和字元，但與 CFB 不同的是，它不一次考慮每個位，而是每次加密步驟都考慮一個位塊。此外，這裡消除了位元率傳播，因為前一個塊的結果不會新增到下一個塊中，而是使用反饋機制。
**計數器模式 (CTR)** - 它的工作方式類似於 OFB，但是這裡去除了使用來自先前塊的反饋，而是將一個稱為計數器的數字序列新增到每個加密步驟中。每一步之後，計數器都會增加 1，這樣就不會將相同的計數器饋送到所有塊中，並且不會為相同的分組建立相同的密文。
設計原則
在分組密碼中，需要管理幾個方面來定義演算法的複雜性級別。這些因素如下：
**加密輪數** - 明文將經歷的加密輪數解釋瞭解碼難度，從而建立了安全性。例如，DES 分組密碼機制經過 16 輪，而 AES 經過 10 輪。因此，相比之下，DES 比 AES 更安全。但是，輪數的過度增加也會影響演算法的速度，因此在確定輪數時必須在速度和安全性之間取得完美的平衡。
**函式設計** - 在 Feistal 分組密碼的設計中，輪函式的構造極大地影響了演算法的複雜性。設計的函式應該是非線性的，以增強函式的強度。它還應該以一種方式建立，即沒有任何其他函式可以替代它併產生相同的輸出。隨著複雜性的增加，安全級別也會提高，為此還集成了雪崩效應，使得輸入塊的最小變化會導致密文的明顯變化。
**金鑰排程演算法** - 該演算法定義了每一輪金鑰的生成。例如，在 DES 中，原始長度為 56 位的金鑰被分成兩個 28 位的半部分。
結論
因此，分組密碼的工作速度比其他加密方法快，因為它一次處理一個數據塊，而且由於塊大小相同，因此時間或強度不會因每個塊而異。藉助上面解釋的設計原則，可以根據專案的需要更改安全性級別和複雜性。
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