あんごうりようもーど
ブロック暗号で、ブロック長より長いデータを暗号化するときの、ブロックの変換の組み合わせ方。各ブロックを独立に暗号化するECB、直前の暗号文ブロックとXORしてから暗号化するCBC、カウンタを暗号化した鍵ストリームとXORするCTR、CTRに認証を加えたGCMなどがある。ECBは同じ平文ブロックが同じ暗号文ブロックになるため、一般のデータには使わない。CBCやCTRでは、初期化ベクトルやナンスを正しく扱う必要がある。
「暗号利用モード」は、1分野の11問の練習問題に出てきます(暗号技術の基礎と応用など)。
この用語の分野: 暗号技術の基礎と応用
ECBは並列に処理できますが、平文の模様が残ります。CBCはパディングが必要で、暗号化は前のブロックの結果を待つため並列化できませんが、復号は並列化できます。CTRはパディングが要らず、暗号化も復号も並列化でき、任意の位置から復号できます。ただし、CBCとCTRは暗号化だけを行い、改ざんの検出はできません。
GCMやCCMは、暗号化と同時に認証タグを計算し、改ざんを検出できるモードです。TLS 1.3やIPsec、無線LANのWPA2・WPA3など、現在の主要なプロトコルは、このようなモードを使います。CBCとMACを組み合わせる方式は、組み合わせ方を誤るとパディングオラクル攻撃などを受けるため、新しい設計ではあまり使われません。
ディスクやSSDの暗号化では、セクタの位置ごとに異なる値を使い、暗号文が平文と同じ長さになるXTSモードがよく使われます。保存場所の大きさを変えられないので認証タグを付けられず、改ざんの検出はできません。
特別な理由がなければ、AES-GCMやChaCha20-Poly1305のような認証付き暗号を使い、同じ鍵でナンスが重ならないようにします。ECBは使いません。自分でCBCやCTRとMACを組み合わせるより、ライブラリが用意する認証付き暗号を使う方が、誤りが起きにくくなります。
CTRモードは、ブロック暗号で作った鍵ストリームを平文とXORするだけなので、最後のブロックの鍵ストリームを平文の長さで切って使えば済みます。ブロック暗号に通すのはカウンタの値で、平文そのものではありません。
このため、一般のデータの暗号化にはECBモードを使わず、同じ平文からでも毎回違う暗号文ができるCBCモード、CTRモード、GCMなどを使います。
画像のデータをAESのECBモードで暗号化したところ、暗号化した後の画像でも、元の絵の輪郭が見分けられた。この原因とし…CBCモードでは、各平文ブロックを直前の暗号文ブロックとXORしてから暗号化し、最初のブロックはIVとXORします。
AESをCBCモードで使うときの、初期化ベクトル(IV)の扱いとして適切なものはどれか。CTRモードやGCMのように鍵ストリームとXORするモードでは、パディングが要らず、暗号文は平文と同じ長さになります。
AES(ブロック長16バイト)をCBCモードで使い、パディングにはPKCS#7方式を使う。PKCS#7方式では、足りな…CBCモードの復号では、ある暗号文ブロックのビットを反転させると、次のブロックの復号結果の同じ位置のビットが反転します。
CBCモードで暗号化したデータを受け取るサーバが、復号した後のパディングが正しくないときと、パディングは正しいが中身の…CTRモードでは、ナンスと、ブロックごとに1ずつ増やすカウンタを組み合わせた値をブロック暗号で暗号化し、その出力を鍵ストリームとして平文とXORします。
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