XTS-AES：硬盘加密标准，安全解决ECB与CBC问题

XTS-AES可调分组密码是一种高级的块加密技术，主要用于磁盘加密，旨在解决早期加密模式如Electronic Codebook (ECB) 和 Cipher Block Chaining (CBC) 存在的一些问题。XTS全称为XOR-Twofold-XOR（Exclusive OR with Twofold Exclusive OR），是NIST（美国国家标准与技术研究院）推荐的一种安全模式，特别体现在FIPS 140-2标准中，作为 Approved Mode of Operation（批准的加密模式）。 在XTS模式下，加密过程涉及对每个磁盘块进行两次独立的加密，一次使用主密钥，另一次使用一个与块地址相关的子密钥。这种设计的关键特性包括： 1. **信息泄露防护**：XTS通过将每个块与自身位置进行异或操作，避免了ECB模式中常见的明文信息重复出现导致的敏感信息泄露。每一块数据都依赖于其自身的地址，使得不同位置的相同数据在加密后得到不同的结果。 2. **安全性增强**：与CBC相比，XTS不会因为前一个块的错误或被篡改而导致后续块无法解密，因为每次加密都是独立进行的。即使数据块的一部分被破坏，其他未受影响的部分仍能正确解密。 3. **适应性加密**：XTS支持动态加密，适合于不断读写的数据存储设备，如固态硬盘（SSD）。它可以在不中断服务的情况下，对新写入的数据进行实时加密，而无需先解密旧数据。 4. **标准制定**：XTS-AES是基于AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）算法的变体，是IEEE Std 1619-2007的一部分，该标准定义了数据在块级别的加密保护方法。文档提供了一个从IEEE标准中提取的信息，说明XTS-AES算法的提交过程，以及为了NIST FIPS 140-2标准认证而创建的专有PDF文档。 5. **版权与限制**：文档的版权属于IEEE，并受到严格保护，不允许未经许可的复制、剪切、粘贴或电子或其他方式的分发。它仅在2008年6月5日至9月3日期间供公众审查，以期获得NIST的认可。 XTS-AES加密模式凭借其强大的安全性、适应性和标准地位，成为了现代计算机系统中广泛采用的数据保护手段，尤其在需要频繁读写的存储设备中，它的优势更为明显。