Свойства

1. Распространение ошибки – единичная ошибка распространяется на весь остальной текст. В среднем половина битов искажается.

Режим CBC характеризуется прямой обратной связью шифротекста при шифровании и инверсной обратной связью шифротекста при дешифрировании. При этом приложения должны уметь бороться с ошибками. Единственная битовая ошибка в блоке открытого текста повлияет на данный блок шифротекста и все последующие блоки шифротекста. Это не важно, потому что дешифрирование инвертирует этот эффект, и восстановленный открытый текст будет содержать ту же единственную ошибку.

Чаще встречаются ошибки шифротекста. Они легко появляются из-за шума линий передачи или сбоев устройств хранения. В режиме CBC ошибка одного бита шифротекста влияет на один блок и один бит восстановленного открытого текста. Блок, соответствующий содержащему ошибку блоку шифротекста, искажается полностью. В следующем блоке искажается единственный бит, находящийся в той же позиции, что и ощибочный бит.

Это свойство превращения малой ошибки шифротекста в большую ошибку открытого текста называется распространением ошибки. Это является главным недостатком. Эта ошибка не влияет на блоки, расположенные через один от испорченного и далее, поэтому режим CBC является самовосстанавливающимся. Ошибка влияет на два блока, но система продолжает работать правильно для всех последующих блоков. CBC представляет собой пример блочного шифра, используемого в самосинхронизирующейся манере, но только на блоковом уровне.

2. Хотя режим CBC быстро восстанавливается от битового сбоя, он абсолютно не устойчив к ошибкам синхронизации. Если в потоке шифротекста теряется или добавляется бит, то положение всех последующих блоков сдвигаются на один бит, и на выходе дешифрирования будет сплошной мусор. Любая криптосистема, использующая режим CBC должна обеспечивать целостность блочной структуры либо при помощи кадров, либо сохраняя данные в структуры из нескольких блоков.

Вопросы безопасности

Ряд возможных проблем обуславливаются структурой CBC. Во первых, так как блок шифротекста достаточно просто влияет на следующий блок, злоумышленник может тайно добавлять блоки к концу зашифрованного сообщения. Конечно, при дешифрировании они превратятся в чепуху, но в некоторых ситуациях это нежелательно. При использовании CBC вы должны структурировать ваш открытый текст так, чтобы вы знали, где находятся концы сообщений, и могли обнаружить добавление лишних блоков.

Во вторых, злоумышленник может изменить блок шифротекста, и изменения определенным образом отразятся на блоках расшифрованного открытого текста. Например, если злоумышленник изменит один бит шифротекста, весь блок будет расшифрован неправильно, а в следующем блоке в соответствующей позиции будет неправильный бит. Возможны ситуации, когда это нежелательно. Открытое сообщения должно обладать некоторой избыточностью или средствами идентификации.

Наконец, хотя структура открытого текста маскируется сцеплением, структура очень длинных сообщений все равно будет заметна. Парадокс дня рождения предсказывает, что после 2^m/2 блоков, где m - размер блока, появляются одинаковые блоки. Для 64-битового блока длина такого сообщения примерно равны 32 Гбайтам. Подобная проблема возникает только для сообщений немаленького размера.

Применение:

Для шифрования файлов лучше всего подходит CBC. Значительно увеличивается безопасность, и при появлении ошибок в хранимых данных почти никогда не бывает сбоев синхронизации. Если ваше приложение - программное, то CBC почти всегда будет лучшим выбором. Так же хорошо подходит для аутентификации, так как единичная ошибка распространяется на весь остальной текст.