斯坦福大学密码学公开课——Block Ciphers (1)

What is Block Cipher

下面抛出Block Cipher的具体定义：
In cryptography, a block cipher is a deterministic algorithm operating on fixed-length groups of bits, called a block, with an unvarying transformation that is specified by a symmetric key.
其中，block cipher具有以下几条性质：

• 输入和输出的空间是一致的
• 算法是确定的（ deterministic ）
• 对于每一个加密算法 来说，都存在一个逆过程

这里有两个经典的例子

• 3DES: n = 64 bits, k = 168 bits;
• AES: n = 128 bits, k = 128,192,256 bits;

系统框图如下：

Architecture of Block Cipher

在这里，原来的伪随机函数（PRF）就变成了伪随机排列（Pseudo Random Permutation,PRP）。它定义在 (K, X)空间中，，并且满足条件：

• 算法是确定的（ deterministic ）；
• 函数E(k,)是一对一的；
• 对于每一个加密算法 来说，都存在一个逆过程 ；

观察PRP和PRG不难得出，PRP是伪随机函数的一种特殊的形式，其中满足和能够做逆变换。

直观的来讲，如果伪随机函数(PRF)是安全的，那么它就应该和真正随机函数是不可分辨的。按照现在攻击者的算力，大概率无法辨认这两种函数，便称为不可辨认性。同理，PRP也是如此。