分組密碼
概述
- 所謂分組密碼，簡單地說就是對明文進行分組，每組的長度都相同，然后對每組明文使用密鑰進行加密得密文，解密即對每組明文使用密鑰進行解密得到明文。
- 通常情況是明文、密文等長。(好處是處理速度快，節約了存儲，避免了浪費帶寬.)
- 定義
- 分組密碼包含5個部分{M,C,K,E,D},
- M=F(2,n)明文空間
- K=F(2,k)密鑰空間
- C=F(2,n)密文空間
- E加密變換；
- D解密變換
明文m1m2……mn通過密鑰k加密算法得到密文c1c2……cn
分組密碼是一種映射： - E：M*K->C
- D：C*K->M
- 注：分組密碼實際上是{0,1,2,……,2^n-1}到其自身的一一映射，密鑰k不同映射不同。
- 基本要求
- 分組長度足夠長(防止明文窮舉攻擊)
- 密鑰長度足夠長(防止密鑰窮舉攻擊)
- 加解密算法要足夠復雜(能抗擊各種已知攻擊)
- 分組密碼的原則
為有效抵抗對密碼體質的通知分析，香農提出了兩個原則：擴展原則和混亂原則。
- 擴散：指每1bit明文的變化盡可能多地影響密文序列的bit，以隱蔽明文的統計特性，防止對密鑰進行逐段攻擊破譯；
- 混亂：指加密變換過程中明文、密鑰以及密文之間的關系盡可能的復雜，以防止破譯者采用統計分析方法進行攻擊。
- 分組密碼的結構（SP網絡）
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需求分析：
- 一個分組密碼既要難於分析(復雜)，又要易於實現(簡單),迭代密碼可克服這一對矛盾。其加密變換一般采取如下結構：
- 由一個簡單的函數F（易於實現）迭代若干次而形成。
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其中Yi-1是第i輪迭代的輸入，Yi是第i輪的輸出，Zi由密鑰k導出，這類密碼即迭代密碼。如DES是16輪迭代密碼，多次迭代可實現必要的混亂與擴散。
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F函數采用代換置換結構，置換由P盒實現，起擴散作用，代換可提供混淆作用，其中代換被精心設計且起關鍵作用，人們常稱其為“黑盒子”。
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SP結構具有雪崩效應，雪崩效應指輸入（明文或密鑰）即使只有很小的變化，也會導致輸出（密文）產生巨大的變化。