数据加密技术之大数据加密.pptx

密 码 学
分组密码运行模式-大数据加密
数据加密技术之大数据加密
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一、计算机数据特殊性
1、存在显著数据模式：
许多数据都含有某种固有模式。这主要是由数据冗余和数据结构引发。
各种计算机语言语句和指令都十Mn
E
Cn
D
Mn
M2
加密
解密
K
K
K
K
K
K
Z
Z
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二、分组密码工作模式
2、密文反馈链接模式（CBC）
明密文链接方式含有加解密错误传输无界特征，而磁盘文件加密和通信加密通常希望解密错误传输有界，这时可采取密文链接方式。
②密文链接方式（ Ciphertext Block Chaining）
设 明文 M=（M1 ，M2 ，…，Mn ）,
密钥为K，
密文 C = ( C1 ，C2 ，…，Cn ),
其中 E（ Mi ⊕ Z ，K）， i=1
E（Mi ⊕Ci-1，K）, i=2,…,n
Ci=
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二、分组密码工作模式
M1
E
C1
M1
D
M2
E
C2
D
Mn
E
Cn
D
Mn
M2
加密
解密
K
K
K
K
K
K
Z
Z
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二、分组密码工作模式
2、密文反馈链接模式（CBC）
②密文链接方式
加密：错误传输无界
解密时：错误传输有界
D（Ci ，K）⊕Z ， i=1
D（Ci ，K）⊕Ci-1 , i=2,…,n
Ci-1 发生了错误，则只影响Mi-1 和Mi 发生错误，其余不错，所以错误传输有界。
缺点也是要求数据长度是密码分组长度整数倍，不然最终一个数据块将是短块。
Mi=
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二、分组密码工作模式
3、输出反馈模式 (OFB)
将一个分组密码转换为一个密钥序列产生器。从而能够实现用分组密码按流密码方式进行加解密。
64移位存放器 K位
E K位
明文K位
密文K位
种子R0
K
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二、分组密码工作模式
3、输出反馈模式 (OFB)
假如分组密码是安全，则产生密钥序列也是安全。
加解密都没有错误传输。
适于加密冗余度较大数据，如语音和图象数据。
为了提升速度可输出最右边 8位。
但因无错误传输而对密文篡改难以检测。
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二、分组密码工作模式
4、密码反馈模式 CFB（Cipher Feedback）
CFB模式也是用分组密码产生密钥序列。
64移位存放器 K位
E K位
明文K位
密文k位
种子R0
K
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二、分组密码工作模式
4、密码反馈模式 (CFB)
与OFB不一样是，把密文反馈到移位存放器。
加密时若明文错了一位，则影响对应密文错，这一错误反馈到移位存放器后将影响到后续密钥序列错，造成后续密文都错。
解密时若密文错了一位，则影响对应明文错，但密文这一错误反馈到移位存放器后将影响到后续密钥序列错，造成后续明文都错。
因错误传输无界，可用于检验发觉对明密文篡改。
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二、分组密码工作模式
5、X CBC (Extended Cipher Block Chaining Encryption)模式
年美国学者J0hn Black和Phllip Rogaway提出X CBC模式，作为CBC模式扩展，被美国政府采纳作为标准。
X CBC主要是处理了CBC要求明文数据长度是密码分组长度整数倍限制，能够处理任意长数据。假如用分组密码是安全，则密钥序列就是安全。
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二、分组密码工作模式
5、X CBC (Extended Cipher Block Chaining Encryption)模式
设明文M=（M1 ，M2 ，…，Mn-1，Mn ），对应密文C=( C1 ，C2 ，…，Cn－1，Cn )，而Mn 可能是短块。
使用3个密钥 K1，K2，K3进行加密。
使用填充函数 Pad（X）对短块数据进行填充。
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二、分组密