对称加密算法常用的五种分组模式（ECB/CBC/CFB/OFB/CTR）

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注：以下图片来自于《图解密码学》，这本书讲的更全面细致，建议阅读，在我资源库中有此书，还有使用go语言具体实现和解释此书中的各种加密算法的文档，有需要的可以自习前往免费下载

Q:为什么需要分组模式？
A:明文的长度不固定，而分组密码只能处理特定长度的一块数据，这就需要对分组密码的算法进行迭代，以便将一段很长的明文全部加密，而迭代的方法就是分组的模式。

一图全览五种分组模式

五种模式详解

1. ECB - Electronic Code Book, 电子密码本模式

• 特点: 简单, 效率高, 密文有规律, 容易被破解
• 最后一个明文分组必须要填充
  • des/3des -> 最后一个分组填充满8字节
  • aes -> 最后一个分组填充满16字节
• 不需要初始化向量

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2. CBC - Cipher Block Chaining, 密码块链模式（推荐使用）

• 特点: 密文没有规律, 经常使用的加密方式
• 最后一个明文分组需要填充
  • des/3des -> 最后一个分组填充满8字节
  • aes -> 最后一个分组填充满16字节
• 需要一个初始化向量 - 一个数组
  • 数组的长度: 与明文分组相等
  • 数据来源: 负责加密的人的提供的
  • 加解密使用的初始化向量值必须相同
    

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3. CFB - Cipher FeedBack, 密文反馈模式

• 特点: 密文没有规律, 明文分组是和一个数据流进行的按位异或操作, 最终生成了密文
• 需要一个初始化向量 - 一个数组
  • 数组的长度: 与明文分组相等
  • 数据来源: 负责加密的人的提供的
  • 加解密使用的初始化向量值必须相同
• 不需要填充
  

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4. OFB - Output-Feedback, 输出反馈模式

• 特点: 密文没有规律, 明文分组是和一个数据流进行的按位异或操作, 最终生成了密文
• 需要一个初始化向量 - 一个数组
  • 数组的长度: 与明文分组相等
  • 数据来源: 负责加密的人的提供的
  • 加解密使用的初始化向量值必须相同
• 不需要填充
  

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5. CTR - CounTeR, 计数器模式（重点，推荐使用）

• 特点: 密文没有规律, 明文分组是和一个数据流进行的按位异或操作, 最终生成了密文
• 不需要初始化向量
  • go接口中的iv可以理解为随机数种子, iv的长度 == 明文分组的长度
• 不需要填充
  这里我们有必要给出CTR模式额解密流程，因为CTR模式的解密和加密是一模一样的过程，在程序实现中也是可逆的，具体程序在文章实现底部有链接
  
  
  通过对比发现CTR加密即解密，解密即加密，且各分组之间是独立的，可以并发完成，效率高。

总结

以上五种分组模式中，ECB模式很容易被破解，如今已经很少再使用，其余四种分组模式各有千秋。
但极力推荐CBC模式和CTR模式，尤其是CTR模式，不需要填充，代码实现起来很方便。而且加密和解密的方法是一样的，并且可以实现并发分组，效率高，安全性也有保障

Q:何时需要填充，何时不需要填充？
A:观察分组模式的图示可以看出，加密后再进行亦或操作的不需要填充，而先进性亦或操作再加密的则不需要填充，这是因为亦或操作需要两个相同长度的数据，一一对比计算！

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代码实现

篇幅有限，我在这篇帖子用以上分组模式实现了AES、DES、3DES的加密解密（go语言），轻戳了解。
CBC模式实现DES和3DES加密解密
CTR模式实现AES加密解密