libgcrypt 如何增加 CTR 模式的计数器？

Question

我有一个使用 libgcrypt 的 CTR 模式实施的 AES-256 加密的文件。我希望能够部分解密文件（例如，解密 20 个块中的第 5-10 个块而不解密整个文件）。

我知道通过点击率模式，我应该可以做到。我所需要的只是知道正确的计数器。问题在于我所拥有的只是块 0 的初始计数器。例如，如果我想解密块 5，我需要另一个计数器，这是通过对从 0 开始的每个块的初始计数器执行一些操作来实现的到 5.

我似乎找不到 libgcrypt 公开的 API，以便在给定初始计数器的情况下计算后续块的计数器。

如何在给定块 #0 的计数器的情况下计算后面块（例如块 #5）的计数器？

Answer 1

如有疑问，请转到 the source。这是 gcrypt 的通用 CTR 模式实现（_gcry_cipher_ctr_encrypt() in cipher-ctr.c）中递增计数器的代码：

for (i = blocksize; i > 0; i--)
  {
    c->u_ctr.ctr[i-1]++;
    if (c->u_ctr.ctr[i-1] != 0)
      break;
  }

在 libgcrypt 源代码的其他地方可以找到其他更优化的计数器递增实现，例如在各种特定于密码的快速批量 CTR 加密实现中，但这个通用的恰好很好且可读。（当然，所有这些替代实现无论如何都需要产生相同的计数器值序列，以便 gcrypt 保持与自身兼容。）

好的，那么它实际上做了什么？

嗯，看看上下文（或者更具体地说，cipher-internal.h），很明显 c->u_ctr.ctr 是一个 blocksize 无符号字节数组（其中 blocksize等于 AES 的 16 个字节）。上面的代码将其最后一个字节递增 1，并检查结果是否环绕为零。如果没有，它就会停止；如果它确实换行，则代码然后移动到倒数第二个字节，递增它，检查它是否换行，并继续循环直到它找到一个在递增时不换行的字节，或者它已经递增所有 blocksize 个字节。

因此，例如，如果您的原始计数器值是 {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}，那么递增后它将变为 {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1}。如果再次递增，它将变为 {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,2}，然后是 {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,3}，依此类推直到 {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,255}，之后下一个计数器值将是 {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0}（然后是 {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,1}、{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,2}、{0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,3}、等等）。

当然，这实际上只是算术递增一个 (blocksize × 8) 位整数，以 big-endian 字节顺序存储在内存中。

libgcrypt 如何增加 CTR 模式的计数器？

How does libgcrypt increment the counter for CTR mode?

cryptography

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