Cryptography and Network Security-ch8

Ch8. Encipherment using modern symmetric-key cipher

5 mode to used with modern block cipher:
1.  Electronic Codebook (ECB)：每個block單獨去加密
   加密：

   解密：

2. Cipher Block Chaining (CBC)：將加密後的block和下一次的plaintext做XOR再加密(第一組需要initial vector)

加密：

解密：

3. Cipher Feedback (CFB)：對shift register加密，加密後再和plaintext做XOR，得到的ciphertext再傳到下一個shift register

 加密：

4. Output Feedback(OFB)：和CFB類似，但是傳到下一個block的是shift register加密後的temporary register

 加密：

5. Counter (CTR)：直接利用counter加密，再和plaintext做XOR
 加密：

● mode 3, 4, 5 plaintext 中一個bit計算完及可以傳送這個bit，因此類似stream cipher
● ciphertext stealing：最後兩個block可以交換順序計算，進而避免最後一個block因位數不足做padding(也就是不需要做padding)
  在ECB mode下：
    X = E_k(P_N-1)              → C_N = head_m(X)
    Y = P_N | tail_n-m(X)    → C_N-1 = E_K(Y)

  在CBC mode下：
    U = P_N-1 + C_N-2      →  X = E_k(U)     →  C_N = head_m(X)
    V = P_N | pad_n-m(0)   → Y = X + V      → C_N-1 = E_k(Y)

ref: wiki
http://en.wikipedia.org/wiki/Block_cipher_mode_of_operation#Electronic_Codebook_.28ECB.29