分组密码

密钥为固定长度比特块选择一张巨大的可逆替换表，把每个 $n$ 比特分组唯一映到另一个分组，解密则应用其逆置换。单个置换只处理一块，不能直接安全地加密任意长消息；工作模式负责组合块、nonce/IV 与认证。理想安全直觉是攻击者无法把这个 keyed permutation 与随机置换区分，而不是输出本身无碰撞或像哈希一样单向。

分组密码在固定长度块上实现密钥控制的可逆置换，并通过工作模式处理长消息；流密码公理库流密码Stream cipher把短密钥扩展为伪随机密钥流并与明文逐位组合的加密方式。生成密钥流并逐符号与明文组合。分组边界、随机访问、nonce 复用后果和错误传播模式因此不同。

AES 的块长固定为 $128$ bit，密钥可为 $128/192/256$ bit。ECB 逐块独立应用置换，重复明文块会产生重复密文块并泄露图案；CTR 用分组密码加密 nonce+counter 生成密钥流，可处理任意长度，但 nonce 重复会复用密钥流。CBC、CTR、GCM 等模式各有不同的 nonce 和安全条件。分组密码在固定密钥下可逆，因此不是一般意义的哈希函数。

块长与密钥长不是同一参数，AES-256 仍是 $128$ bit 块。分组密码不自带完整性，CBC/CTR 密文可被主动篡改；应采用经过分析的 AEAD 模式而不是自行组合。

分组密码是对称加密、MAC、认证加密、伪随机函数和存储加密的核心原语。对称加密公理库对称加密Symmetric encryption · Secret-key encryption发送方与接收方共享密钥的加密、解密算法体系。 使用它作为底层原语，伪随机函数公理库伪随机函数Pseudorandom function · PRF由短密钥索引且对高效查询者不可与真随机函数区分的函数族。/伪随机置换给出安全模型，认证加密公理库认证加密Authenticated encryption · AE同时提供机密性与密文完整性的对称加密接口和安全目标。 模式则把机密性与完整性整合；磁盘加密、协议记录和密钥封装需按场景选择不同工作模式。