块数据加密模式

1.Electronic CodeBlock(ECB)

块加密模式是最简单的加密模式。信息被分割成单独的块，每一块单独加密。

算法特点：

1.因为每一块单独加密，所以不能很好的隐藏数据的模式，特别是在加密bitmap图像数据时。

2.每次Key、明文、密文的长度都必须是64位。

2.Cipher Block Chaining(CBC)

每一块明文在加密前会和前一块明文进行异或处理。为了使每个信息独一无二，第一个块信息会被一个初始化向量(initialization vector)

ECB加密算法可表示为：

C0 = Enc(Key, XOR(IV, P0)

Ci = Enc(Key, XOR(Ci-1, Pi)

ECB解密算法可以表示为：

P0 = XOR(IV, Dec(Key, C0))

Pi = XOR(Ci-1, Dec(Key,Ci))

算法特点:

每次加密的密文长度为64位(8个字节);
当相同的明文使用相同的密钥和初始向量的时候CBC模式总是产生相同的密文;
密文块要依赖以前的操作结果,所以，密文块不能进行重新排列，同时不能并行加密，但是，很明显解密可以并行处理;
可以使用不同的初始化向量来避免相同的明文产生相同的密文,一定程度上抵抗字典攻击;
一个错误发生以后,当前和以后的密文都会被影响;

3.Cipher Feedback(CFB)

CFB模式和CBC模式相似，使块加密变成一个自同步的流加密。操作也十分相似，特别的是，CFB模式加密几乎是倒置的CBC模式加密。

Ci = Ek(Ci-1) XOR Pi

Pi = Ek(Ci-1) XOR Ci

Co = IV

注：Ci表示第i块数据块的密文，Ek表示加密过程，Pi表示第i块明文，IV 表示初始化向量

扩展：根据一个自同步密码的定义：如果有一部分密文丢失(例如：传输错误)，只会出现一部分的原内容错误，并且在执行一段解密步骤后能继续正常解密。使用CFB模式加密后，解密将不再向CBC一样可以自同步。只有在一整数据块密文丢失时，CBC和CFB可以自同步；但是在丢失一个字节或者一个比特位时将会彻底是解密崩溃。为了解决好这种情况，需要依次加密一个字节或比特位。连通一个移位寄存器，CFB可以实现自同步。

标注：Si表示移位寄存器的第i次状态值；a<<x 表示a左移x位；head(a, x)表示a的高x位，n表示IV的比特位数。