密文窃取

✍ dations ◷ 2025-04-26 12:52:41 #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

  • h区元素根据元素外层价电子构型的不同,周期表可以分成几个区;同一区里的元素,其填在最高能级上的电子的亚层轨道类型是相同的。分区的名称就是根据轨道的名称定的:下表列出了元素周期表
  • 质体外途径质外体(英语:apoplast)是指植物细胞原生质体外围由细胞壁、细胞间隙和导管组成的系统,它是养分运输的重要途径,并有贮存养分和激活养分的功能。质体外途径(apoplast pathway)是相对
  • 佤邦佤邦(佤语:Mēng Vax),正式名称为缅甸第二特区(佤邦),是缅甸掸邦境内的一个自治区域,首府是邦康。佤邦位于阿佤山区,曾为缅甸共产党的根据地。1989年4月11日,当地将领鲍有祥宣布脱离缅
  • 金合欢相思树属(学名:Acacia),原名“金合欢属”,最早由瑞典生物学家卡尔·林奈于1773年在非洲描述。而后分子生物学研究发现本属并非单系群,占本属主体的900多种澳大利亚类群和包括模式
  • 攻击性在心理学、其他社会学或行为科学领域,侵略是一种造成伤害或痛苦的行为,包括物质和非物质二方面。作为行为,即使没有造成实际的伤害或痛苦可能是侵略;意外造成伤害或者痛苦不是侵
  • 量子涨落在量子力学中,量子涨落(英语:quantum fluctuation。或量子真空涨落,真空涨落)是在空间任意位置对于能量的暂时变化。 从维尔纳·海森堡的不确定性原理可以推导出这结论。根据这
  • 锦绣中华民俗村深圳锦绣中华民俗村是一个以中国文化为本而设计的主题公园,位处中国广东省深圳市南山区华侨城,创建于1988年,由深圳锦绣中华发展有限公司营运。锦绣中华微缩景区占地30万平方米
  • 棱堡棱堡(Bastion),或译菱堡,是一种出现于16世纪中期至19世纪中期的火炮防御阵地。完整的菱堡除了两个前端凸出面外,尚包含两个侧面保护帷幕墙并连接菱堡本体。菱堡常被视作堡垒的一
  • 分散系分散系是将一种或一种以上的物质分散到另一种物质所形成的混合体系。前一种物质称为分散相,后一种物质称为分散介质。按照分散质微粒大小,分散系可分为三种:
  • 惠德比电信惠德比电信(英文原名:Whidbey Telecom,通用英文简称:Whidbey Tel),曾用名惠德比电话公司(英语:Whidbey Telephone Company)是美国华盛顿州的一家独立运营的私立电信公司。服务范围包