分组密码工作模式

定义

分组密码（如 AES）一次只能加密固定长度（如 128 位）的数据块，工作模式（mode of operation）定义了如何用它安全地加密任意长度的消息。

常见模式

ECB 模式对每块独立加密，相同明文块产生相同密文块，会泄露数据模式，除教学外不应使用；CBC 模式将前一密文块与当前明文异或后再加密，需要不可预测的 IV，且易受填充预言攻击；CTR 模式把分组密码变成流密码，将递增计数器加密后与明文异或，可并行、无需填充；GCM 在 CTR 基础上叠加 GHASH 认证，构成 AEAD，是 TLS 的主流选择；XTS 专为磁盘扇区加密设计。

选择建议

现代应用应默认选择 AEAD 类模式（GCM、ChaCha20-Poly1305），避免手工组合加密与认证；使用 CTR/GCM 时必须保证同一密钥下 nonce 不重复。

意义

大量真实漏洞源自模式误用而非算法本身被破解，理解工作模式是安全使用对称密码的前提。