是否可以使用 64 位 I/O 块大小实现 AES？答案

【问题标题】：Is it possible to implement AES with a 64-bit I/O block size?是否可以使用 64 位 I/O 块大小实现 AES？
【发布时间】：2015-08-09 17:03:30
【问题描述】：

我正在开发一个具有非常具体的加密要求的应用程序：
我们需要加密/解密单个 64 位值，以保护我们内部架构的某些部分免受通过我们的公共 Web 端点进行的逆向工程。

问题是，现有的 64 位加密方法（如 3DES）不够安全，无法满足我们的要求（据我所知）。
它们的执行速度也比 AES 慢，这是另一个痛点。

我的问题是，我们能否以 64 位块的输入和输出实现 AES？
我们是否必须创建修改后的 AES 算法？（如果我们这样做，也不会完全破坏交易。）

【问题讨论】：

您可能使用 3DES，只要您使用 192 位密钥（168 位有效）密钥。这将为您提供大约 112 位的安全性。请注意，通常需要使用需要 IV 或 nonce 的模式，这可能会添加额外的数据。或者，您可以查找提及格式保留加密的文章。
您可以考虑另一种具有 64 位块大小（但 128 位密钥）的算法，例如 MISTY1（选择 NESSIE；CRYPTREC 候选）或 Khazad（NESSIE 决赛选手）。或者您可以在“格式保留加密”模式 (AES-FFX) 中使用 AES。

标签： security encryption cryptography aes

【解决方案1】：

AES 仅针对 128 位块大小定义。如果有办法减少块大小，它就不再是 AES。分组密码并不是唯一决定您可以加密什么的东西。操作模式决定了分组密码的实际应用方式。

如果您的明文大小有限，您可以在流模式下使用 AES，例如 CTR mode（它加密一个计数器并用明文对结果块进行异或）。此模式下的密文具有与明文相同的长度。唯一的问题是，为了安全，nonce (IV) 对于同一密钥下的每个密文必须是唯一的。如果您的系统可以跟踪随机数（如果明文从长于 128 位，它们可以是简单的 96 位全局计数器，甚至可以是 128 位全局计数器），那么您应该能够满足您的要求。

点击率加密：

【讨论】：

【解决方案2】：

没有。 AES 由 4x4 矩阵上的四个基本操作指定：SubBytes、ShiftRows、MixColumns 和 AddKey。

“8 字节 AES”将是一种完全不同的密码。特别是 ShiftRows 和 MixColumns 操作是基于方阵的概念。因此，任何“类似 AES”的分组密码的分组大小都需要是 N（4、9、16、...）的平方。

【讨论】：

好的，我明白您所说的 AES 需要“平方”字节数。但那么他们是如何完成 AES192 和 AES256 的呢？这些都不是字节的平方数。
@Giffyguy AES192 和 AES256 的密钥大小不同，但块大小与 AES128 相同。
128, 192, 256 是密钥大小，而不是块大小。扩展键以使其适合。 NIST 有一个非常易于理解的规范文档，它解释了密码的内部结构。
@FreekWiekmeijer 是的，那个文件让我头疼。 :) 我刚看完这个讲座，真的很有帮助。 youtube.com/watch?v=NHuibtoL_qk

【解决方案3】：

如果您有 64 位输入，那么您可以添加另外 64 位可移动填充以提供 128 位。通常使用 AES 加密 128 位。解密时，只需在解密后删除填充。有许多不同的可能的填充方案。您会发现一些，例如 PKCS#7 内置于许多 AES 库中。

对于固定长度的 64 位输入，您可以使用随机填充，前提是您始终知道哪些 64 位是数据，哪些 64 位是填充。将两者混为一谈会产生有害的后果。

ETA：对于 64 位值，您可以将它们中的两个连接成一个 128 位值。解密后将它们拆分回 64 位。

【讨论】：

问题是，我需要加密方法同时具有 64 位输入和 64 位输出。
然后使用填充。向输入添加填充，加密/解密并删除填充，返回原始的 64 位。
我明白你在说什么，但问题是我需要加密值也是 64 位值。使用填充会产生一个 128 位的加密值，如果不破坏原始数据就无法截断它。