EAX模式
EAX 模式（encrypt-then-authenticate-then-translate[1] ）是一种分组密码工作模式。它是一种带有关联数据的认证加密 ( AEAD ) 算法，旨在通过两遍方案同时提供消息的认证和隐私（认证加密），一次用于实现隐私，另一遍用于每个块的真实性。
EAX 模式于 2003 年 10 月 3 日提交给 NIST，以取代CCM作为标准 AEAD 工作模式，因为 CCM 模式缺乏 EAX 的一些重要属性且更加复杂。
加密与认证
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EAX 是一种灵活的，使用随机数的两遍 AEAD 方案，对要使用的块密码原语和分组大小没有限制，并且支持任意长度的消息。身份验证标签长度可以任意调整，最多可达所使用的密码的块大小。
分组密码原语在CTR 模式下用于加密，并作为OMAC通过 EAX 组合方法对每个块进行身份验证，这可以视作是被称为 EAX2 的更通用算法的特殊情况，这也在EAX 操作模式[2]中进行了描述。 [3]
上述论文中的参考实现使用 AES-CTR进行加密，并结合 AES OMAC 进行身份验证。
性能
[编辑]作为一种两遍方案，EAX 模式比基于相同原语的精心设计的单遍方案略慢一些。
EAX 模式有几个理想的特性，特别是：
- 可证明安全性（取决于底层加密算法的安全性）；
- 最小化消息扩展，开销仅限于标签长度；
- 使用CTR模式意味着密码只需为了加密而实现，简化了某些密码的实现（这对于硬件实现来说是极其理想的特性）；
- 该算法是“在线”的，这意味着可以使用常量内存处理数据流，无需预先知道总数据长度；
- 该算法可以预处理静态关联数据（Associated Data, AD），这对于通信会话参数的加解密很有用（其中会话参数可以代表关联数据）。
值得注意的是，CCM 模式缺少最后 2 个属性（CCM 能够处理关联数据，但无法进行预处理）。
专利状况
[编辑]EAX 模式的作者Mihir Bellare 、 Phillip Rogaway和David Wagner将该作品直接公开，并表示他们不知道涉及该技术的任何专利。因此，EAX 操作模式被认为是免费且不受任何使用限制的。
用途
[编辑]EAX 模式的修改版（所谓的EAX'或 EAXprime）用于ANSI C12.22标准中，用于通过网络传输基于仪表的数据。 2012 年，Kazuhiko Minematsu、 Stefan Lucks 、Hiraku Morita 和 Tetsu Iwata 发表了一篇论文，证明了消息长于密钥的模式的安全性，但演示了使用该模式对短消息进行的简单攻击。作者表示，他们不清楚ANSI C12.22 协议是否易受攻击。 [4] [5]
参见
[编辑]- 带有关联数据的验证加密（AEAD）、认证加密（AE）
- CCM模式
- 计数器模式（CTR）
- One-key MAC（One-key MAC，OMAC）
参考
[编辑]- ^ Bellare, M.; Rogaway, P.; Wagner, D. EAX: A Conventional Authenticated-Encryption Mode. IACR. 2003-09-09 [2017-08-15]. （原始内容存档于2024-04-16）.
- ^ Bellare, Mihir; Rogaway, Phillip; Wagner, David. The EAX Mode of Operation (A Two-Pass Authenticated Encryption Scheme Optimized for Simplicity and Efficiency). Fast Software Encryption (FSE) 2004. April 2003 [2017-08-15]. （原始内容存档于2023-04-21）.
- ^ Bellare, Mihir; Rogaway, Phillip; Wagner, David. The EAX Mode of Operation (A Two-Pass Authenticated Encryption Scheme Optimized for Simplicity and Efficiency). Fast Software Encryption (FSE) 2004. April 2003 [2017-08-15]. （原始内容存档于2023-04-21）.
- ^ Minematsu, Kazuhiko; Lucks, Stefan; Morita, Hiraku; Iwata, Tetsu. Attacks and Security Proofs of EAX-Prime. IACR. 2013-05-14 [2017-08-15]. （原始内容存档于2023-12-06）.
- ^ NEC security evaluation report on EAXprime (Letter). Letter to. 2012-01-14. （原始内容使用
|archiveurl=需要含有|url=(帮助)存档于2013-03-02）. Via Public Comments, Block Cipher Modes, csrc.nist.gov, archived 2012-05-03.
外部链接
[编辑]软件实施
[编辑]- C++：Brian Gladman 博士的加密库实现 EAX 操作模式 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Pascal / Delphi：Wolfgang Ehrhardt 的加密库实现 EAX 操作模式 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Java：BouncyCastle 加密库实现 EAX 操作模式 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- C: libtomcrypt 实现 EAX 操作模式 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
硬件实现
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