密文窃取

✍ dations ◷ 2025-07-01 10:21:12 #密码算法

在密码学中,密文窃取(CTS)是一种使用分组密码操作模式的通用方法,该操作模式允许处理不能均匀分割成块的消息,而不会导致密文的扩展,代价是稍微增加了复杂性。

窃取密文是一种使用块密码加密明文的技术,不需要将消息填充到块大小的倍数,因此密文与明文的大小相同。

它通过更改消息的最后两个块的处理来实现这一点。 除了最后两个块之外,所有块的处理都保持不变,但是倒数第二个块的密文的一部分被"窃取 "了,用来填充最后一个明文块。 填充的最后一块,然后像往常一样加密。

最终密文的最后两个块,包括部分倒数第二块(删掉"窃取"部分)和完整的最后一块,它们的大小与原明文相同。

解密时要求首先解密最后一个块,然后将被“窃取”的密文恢复到倒数第二个块,然后可以像往常一样解密。

原则上,任何使用块密码的分组加密模式都可以使用,但流密码模式已经可以加密任意长度的消息无需填充,因此它们不能进行该操作。 与窃取密文相结合的常用加密方式有电子密码本(ECB)和密码块链接(CBC)。

为 ECB 模式而进行的密文窃取要求明文长度超过一个块。 当明文长度为一个或更少时, 一种可能的解决办法是,使用一种类似流密码的分组密码操作模式,如 CTR、 CFB 或 OFB 模式。

用于 CBC 模式的密文窃取不一定要求明文长于一个块。 在明文为一个或更少块长度的情况下,初始向量(IV)可以作为先前的密文块。 在这种情况下,必须将修改后的 IV 发送到接受者。 但这在发送密文时 IV 不能被发送者自由选择的情况下(例如,当 IV 是一个派生值或预先确定的值) 不太可能,并且在这种情况下,针对 CBC 模式的密文窃取只能在明长于一个块文中发生。

为了对未知长度的数据实现 CTS 加密或解密,必须延迟处理(和缓存)最新的两个数据块,以便在数据流末端进行适当的处理。

有几种不同的方式来排列密文以便传输。不同排列方式的密文位元数都是相同的,只是传输顺序不同,因此选择不影响安全性,纯粹是为了实现上的方便。

这里的编号取自Dworkin所描述的。 第三种是最流行的,由 Daemen 和 Schneier 进行了描述; Meyer 描述了一个相关但不兼容的方案(关于位排序和密钥使用)。

安排密文传输最显而易见的方式,不外乎是缩短倒数第二个块,后面接着完整的最后一个块。 但这对于接收者来说并不方便,原因有两个:

这样做的好处是,如果最后的明文块恰好是块大小的倍数,那么密文就与原始操作模式相同,避免了密文窃取。

通常,更方便的方式是交换最后两个密文块,因此密文结尾先是完整的最后一个块,然后是截断的倒数第二个块。密文块就会自然对齐。

为了保持与非窃取模式的兼容性,选项 CS2只在被窃取的密文数量非零时执行这个交换,即原始消息不是块大小的倍数。

这保持了自然的对齐,以及与非窃取模式的兼容性,但是需要以不同的方式处理对齐和不对齐消息大小的情况。

最流行的替代方案是无条件地交换最后两个密文块。 下面的描述是使用该方案的顺序。

为了加密或解密数据,对除最后两个数据块外的所有数据块使用标准分组密码操作模式。

下面的步骤描述了如何处理明文的最后两个块,即 Pn-1和 Pn,其中 Pn-1的长度等于以位表示的密码的块大小 B; 最后一个块的长度 Pn 是 M bits(位); k 是正在使用的密钥。 M 可以范围从1到 B,所以 Pn 可能是一个完整的块。 CBC 模式描述还使用了就在有关块 Cn-2之前的密文块,如果明文适合在两个块内,则该密文块实际上可能是 IV。

对于这个描述,使用以下函数和操作符:

ECB 模式下的密文窃取在前两个块内引入了一种块间依赖关系,导致后两个块的错误传播行为发生改变。

相关

  • Lv5f14 6d10 7s2 7p4(预测)2, 8, 18, 32, 32, 18, 6(预测)主条目:
  • 亚历山大大帝马其顿的亚历山大三世(古希腊语:Ἀλέξανδρος Γ' ὁ Μακεδών,其名字亚历山大意为“人类的(.mw-parser-output .Polytonic{font-family:"SBL BibLit","SBL Greek
  • 共价晶体原子晶体指的是内部原子以共价键的形式连接并形成空间网状结构的固体物质。典型的物质有:金刚石、硅、二氧化硅、碳化硅等。特点是熔沸点很高,硬度大。
  • 臭鼬臭鼬(学名:Mephitis mephitis,美俚称:Skunk),是臭鼬科最著名的一种动物。臭鼬广泛分布在北美洲墨西哥以北的广大地区,在加拿大和美国都非常常见,甚至被当作宠物驯养。臭鼬的体毛为黑
  • 波弗特海波弗特海(英语:Beaufort Sea;法语:mer de Beaufort),又译蒲福海,是北冰洋的一部分,位于加拿大西北地区、育空和阿拉斯加以北,北极群岛以西,楚科奇海以东。波弗特海面积约450,000平方公
  • 菊池线菊池线可以指:
  • 沙缴府沙缴府(泰语:จังหวัดสระแก้ว,皇家转写:Changwat Sa Kaeo,泰语发音:)为泰王国东部的一个府。府治为沙缴市。与其相邻的府有:庄他武里府、差春骚府、巴真府、那空叻差是
  • 2002年冬季奥林匹克运动会第十九届冬季奥林匹克运动会(英语:the XIX Olympic Winter Games,法语:les XIXes Jeux olympiques d'hiver),于2002年2月8日至24日在美国犹他州的盐湖城举行。在本届冬季奥运会举
  • 胰高血糖素样肽-1胰高血糖素样肽-1(GLP-1)是一种主要由肠道L细胞所产生的激素,属于一种肠促胰岛素(incretin)。其生理作用包括:GLP-1的特殊生理作用非常有助于糖尿病的治疗,是如今糖尿病学里的热门
  • 儒格MK III手枪儒格马克3型(Ruger Mark III)是一种.22 LR半自动手枪,由儒格-斯特姆公司生产。它是马克2型(Ruger Mark II)的后续型,并有少量改进。