From block ciphers to file encryption.

block cipher已经有很多了，3DES、blowfish、AES...

加密算法给出的是：给定key和plaintext，如何变换得到ciphertext。

从加密算法开始，如何得到一个加密文件的可用程序，还有一段路要走，主要面对的问题是：

1，从文件到plaintext，文件的大小通常不是一个block大小，那么，如何分块，不同块之间如何处理，如果不能分成完整的块怎么办？

2，从口令（password或者passphrase）到key，用户的加密解密口令通常是一个字符串，如“fotally”，怎么从口令得到一个key？

RSA Labs的标准PKCS#5，给出了一些推荐做法，见http://www.rsa.com/rsalabs/node.asp?id=2127。

解决方法如下：

一、文件分块、填充、加密模式

文件的分块很容易，按照cipher block大小分块就行了。

加密模式的选择很重要，ECB、CBC、OFB、Counter等等，各有优缺。见http://en.wikipedia.org/wiki/Block_cipher_modes_of_operation

OFB、Counter这些模式，实际上是将block cipher转变成了stream cipher，因此padding就没必要了。

对于常用的CBC模式，padding是不可避免的，如果没有特殊理由，一般就用PKCS#5的填充模式。

关于填充模式更多的可参见http://en.wikipedia.org/wiki/Padding_(cryptography)以及http://www.di-mgt.com.au/cryptopad.html

二、从口令得到key

从口令得到key的方法称作Key Derivation Function，PKCS#5推荐的Password-Based Key Derivation Function是PBKDF2（http://en.wikipedia.org/wiki/PBKDF2），基本思想是对password进行hash得到key，有两个要点

1，salt，不解释

2，key stretching，将hash重复若干次（1,000次以上）。这样做的目的在于，正常应用场景下，从口令得到key是一个一次性的操作，增加复杂度不会对应用产生影响；而对于敌手，这样做将极大的增加敌手的计算复杂度。简而言之，这是一个从工程角度增加安全性的方法。

更多KDF信息可以参见http://www.di-mgt.com.au/cryptokeys.html，另，http://www.di-mgt.com.au/cryptoKDFs.html给出了目前常见的KDF的简介。

对于文件加密，通常可以使用CBC模式，ECB模式肯定不行。Bruce Schneider在Applied Cryptography中也推荐使用CBC模式。由于需要padding，加密以后的密文文件比明文文件要大一些，最大可能会增加一个block（对于AES，这是128bit即16bytes）。

上面文章中提到说Schneider的新书里面推荐Counter模式，我沒有确认，不过Counter模式的好处是显而易见的（可以随机访问呀）。