Block Cipher
Eine Blockchiffre ist ein symmetrisches Verschlüsselungsverfahren, das Blöcke fester Länge (z. B. 128 Bits) ver- und entschlüsselt und eines Betriebsmodus bedarf, um Daten beliebiger Länge zu verarbeiten.
Zweck
Bietet eine sichere Transformation auf festen Blöcken und dient als Baustein nachweisbar sicherer Verschlüsselung.
Mechanismus
Die Verschlüsselungsfunktion E(K, P) bildet einen n-Bit-Klartextblock bijektiv auf einen n-Bit-Geheimtextblock ab. Ein Schlüsselplan leitet Rundenschlüssel ab, und mehrere Runden wechseln Substitution und Permutation ab (SPN oder Feistel). Für variable Datenlängen sind Modi wie ECB/CBC/CTR/GCM nötig.
Anwendungsfälle
- Auf AES basierende Verschlüsselungsinfrastruktur
- Festplattenverschlüsselung (blockausgerichtet)
- MAC-Konstruktionen (z. B. CMAC)
- Konstruktionen pseudozufälliger Funktionen
Beispiele
- Eingabe
AES-128 blockOutput16-byte ciphertext blockA mode is required for multiple blocks
Häufige Fehler
- Encrypting multiple blocks directly with the raw block cipher (i.e., ECB mode)
- Always use a secure mode (GCM, or CBC with an IV)
Verwandte Begriffe
Stream Cipher
Eine Stromchiffre verschlüsselt Byte für Byte oder Bit für Bit, indem ein Schlüsselstrom mit dem Klartext XOR-verknüpft wird; sie braucht kein Padding und eignet sich für Echtzeit- und Streamingdaten. GLOSSAR
Mode of Operation
Ein Betriebsmodus ist ein Schema, das einem Blockchiffre die Verarbeitung beliebig langer Daten ermöglicht, indem es definiert, wie mehrere Klartextblöcke während der Verschlüsselung verkettet werden; gängige Modi sind ECB, CBC, CTR und GCM. GLOSSAR
AES
AES (Advanced Encryption Standard) ist eine von NIST 2001 standardisierte symmetrische Blockchiffre, unterstützt 128/192/256-Bit-Schlüssel und ist der De-facto-Standard der modernen Verschlüsselung. GLOSSAR
Padding
Padding ist der Mechanismus, der den Klartext bis zu einer Blockgrenze verlängert; gängige Verfahren sind PKCS#7, Zero-Padding und ISO 10126, während AEAD-Modi keins benötigen. GLOSSAR