对称算法分类及加密模式

对称算法分类

流加密（stream cipher）

加密和解密双方使用相同伪随机加密数据流（即密钥），一般都是逐位异或或者随机置换数据内容，常见的流加密算法如RC4。

流加密中，密钥的长度和明文的长度是一致的。假设明文的长度是n 比特，那么密钥也为n比特，可选择的密钥数量为：

2n

因此暴力破解流密码是很难的。

加解密过程

明文P和密文S通过密钥K和异或操作进行转换。

P⊕K=S

S⊕K=P

关键技术

流密码的关键技术在于设计一个良好的##密钥流生成器##，即由种子密钥通过密钥流生成器生成伪随机流。
通信双方交换种子密钥即可（已拥有相同的密钥流生成器）。

分组加密（block cipher）

也叫块加密，将明文分成多个等长的模块（block），使用确定的算法和对称密钥对每组分别加密解密。

加密模式

对称算法有以下5种加密模式：

加密模式(英文名称及简写)	中文名称	特点
Electronic Code Book(ECB)	电子密码本模式	简单快速，可并行计算
Cipher Block Chaining(CBC)	密码分组链接模式	仅解密支持并行计算
Cipher Feedback Mode(CFB)	加密反馈模式	仅解密支持并行计算
Output Feedback Mode(OFB)	输出反馈模式	不支持并行运算
Counter (CTR)	计算器模式	支持并行计算

ECB

ECB模式是最早采用和最简单的模式，它将加密的数据分成若干组，每组的大小跟加密密钥长度相同，然后每组都用相同的密钥进行加密。

相同的明文会产生相同的密文。
其缺点是：电子密码本模式用一个密钥加密消息的所有块，如果原消息中重复明文块，则加密消息中的相应密文块也会重复。
因此，电子密码本模式适于加密小消息。

CBC

需要初始化向量IV(长度与分组大小相同)参与计算第一组密文，第一组的密文与第二组数据XOR计算后再进行加密产生第二组密文 。

安全性较好，TLS、IPSec等标准的推荐模式，但不利于并行运算。
加密运算不支持并行，解密运算支持并行。

CFB

面向字符的应用程序的加密要使用流加密法，可以使用加密反馈模式。在此模式下，数据用更小的单元加密，如可以是8位，这个长度小于定义的块长（通常是64位）。其加密步骤是：
1、使用length位的初始化向量。初始化向量放在移位寄存器中，在第一步加密，产生相应的length位初始化密文K；
2、初始化密文K高n位与明文前n位进行异或运算，产生密文第一部分c（密文块0），然后将c传输到接收方；
3、向量的位（即初始化向量所在的移位寄存器内容）左移n位，在移位寄存器最右边的n位填入c的内容，使其为不可预测的数据；
4、重复第1-3步，直到加密所有的明文单元。

仅解密支持并行计算

OFB

输出反馈模式与CFB相似，惟一差别是，CFB中密文填入加密过程下一阶段，而在OFB中，初始化向量加密过程的输出K的高n位填入加密过程下一阶段。

可事先进行加密、解密的准备，将分组密码转化为流模式。

不支持并行运算。

CTR

计算器模式（Counter (CTR)）不常见，在CTR模式中， 有一个自增的算子，这个算子用密钥加密之后的输出和明文异或的结果得到密文，相当于一次一密。这种加密方式简单快速，安全可靠，而且可以并行加密。支持并行计算

ref:
http://professor.blog.51cto.com/996189/1794740
http://www.cnblogs.com/littleatp/p/6196092.html