CTR (Counter Mode)

Der CTR-Modus macht eine Blockchiffre zur Stromchiffre: Er verschlüsselt einen hochzählenden Counter, um einen Keystream zu erzeugen, der mit dem Klartext XOR-verknüpft wird; er erlaubt Parallelität und Direktzugriff, bietet aber keine Integrität.

Zweck

Bietet paddingfreien Betrieb wie eine Stromchiffre und erlaubt parallele Verschlüsselung sowie Direktzugriff-Entschlüsselung.

Mechanismus

Verschlüsselung: C_i = P_i ⊕ E_K(nonce || counter_i). Der Counter zählt von einem Startwert hoch, und der Nonce muss eindeutig sein. Blöcke sind unabhängig, also parallelisierbar. Unauthentifiziert — mit einem MAC kombinieren (z. B. CCM) oder GCM verwenden.

Anwendungsfälle

AES-CTR-Stromverschlüsselung
Direktzugriff auf verschlüsselte Daten (z. B. Festplatten)
Parallele Verschlüsselungsbeschleunigung
Grundlage von AES-GCM

Beispiele

Eingabe

nonce + counter 0,1,2...

Output

keystream blocks

Parallelizable

Häufige Fehler

Nonce reuse replays the keystream: Use a unique nonce per message

Verwandte Begriffe

CBC (Cipher Block Chaining)

Der CBC-Modus verknüpft den vorherigen Geheimtextblock per XOR mit dem aktuellen Klartext, bevor verschlüsselt wird, sodass identische Klartextblöcke unterschiedliche Geheimtexte ergeben; er erfordert einen zufälligen IV, bietet aber keine Integritätsauthentifizierung.

GCM (Galois/Counter Mode)

GCM ist ein AEAD-Modus, der CTR-Verschlüsselung mit GHASH-Authentisierung kombiniert und zugleich Vertraulichkeit und Integrität bietet; es ist der bevorzugte Modus von TLS 1.2/1.3.

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.

Ein Nonce (number used once) ist ein beim Verschlüsseln nur einmal verwendeter Wert; ähnlich einem IV, aber mit Betonung der Eindeutigkeit statt des Zufalls, üblich bei Stromchiffren und AEAD.

Verwandte Tools

AES-Verschlüsseler

Encrypt text or binary data with AES (CBC/GCM/ECB) using Web Crypto API. Kostenlos, privat und 100% clientseitig.

AES-CTR-Verschlüsseler

Verschlüsseln Sie Text mit AES im CTR-Modus (NIST SP 800-38A, native Web-Crypto-Implementierung) — ein echter Algorithmus, byteweise gegen die offiziellen NIST-Testvektoren (F.5.1/F.5.3/F.5.5) verifiziert und mit OpenSSL abgeglichen. 128/192/256-Bit-Schlüssel, 16-Byte-IV (der vollständige initiale Zählerblock). Kostenlos, privat und 100% clientseitig. Verwenden Sie ein IV niemals erneut mit demselben Schlüssel.

AES-CTR-Entschlüsseler

Entschlüsseln Sie AES-CTR-Geheimtext (NIST SP 800-38A, native Web-Crypto-Implementierung) — ein echter Algorithmus, byteweise gegen die offiziellen NIST-Testvektoren verifiziert und mit OpenSSL abgeglichen. Der Schlüssel muss 16, 24 oder 32 Byte, das IV genau 16 Byte lang sein (derselbe vollständige initiale Zählerblock wie bei der Verschlüsselung). Das Geheimtextformat folgt der Ausgabeformatoption (Hex oder Base64). Kostenlos, privat und 100% clientseitig.

References