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对称算法模式之CTR

news 2026/2/10 6:12:17

Note

  1. 计数器模式，通过加密递增计数器生成密钥流，后密钥流与明文分组异或得密文分组
  2. 可并行性进行加密或者解密，性能较高
  3. 明文可以是任意长度，不需要填充
  4. 可以直接加密或解密指定块，块与块间不具有依赖关系

参数说明

  1. 任意长度的明文数据
  2. 对称密钥
  3. 初始向量IV，通常是12字节

加密过程

  1. 将IV和计数器合成初始计数器块Counter，IV || 计数器 的长度应等于对称算法的分块大小，如SM4分块大小是16字节，则 IV || 0001 作为初始计数块Counter0
  2. 明文分组大小和初始计数器块大小一致，每块明文均执行以下步骤
  3. 对称算法加密Counter_i生成密钥流k
  4. 密钥流k和明文分块异或产生密文分块Ci
  5. counter_(i+1) = counter_i + 1, 计数器递增
  6. 处理完明文数据，拼接C1C2C3......Ci

解密过程

  1. 将IV和计数器合成初始计数器块Counter
  2. 每块密文执行如下步骤
  3. 对称算法加密Counter_i生成密钥流k
  4. k和密文分块异或产生明文块Pi
  5. 计数器加1
  6. 处理完密文数据，拼接P1P2......Pi-1Pi

写在最后

        上面步骤为了便于理解，是按线性思维梳理的加密过程，在实际应用中处理好计数器值、密文块、明文块的对应关系，可以同步进行。

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