Опис алгоритму.

DES є блоковим шифром - дані шифруються блоками по 64 біти - 64 бітний блок явного тексту є на одному кінці алгоритму, а 64-бітний блок шифрограми отримується на другому кінці алгоритму. Крім того, як під час шифрування, так і під час дешифрування використовується один і той самий алгоритм (за винятком дещо іншого шляху утворення робочих ключів).

Ключ має довжину 56 біт (як правило, в джерельному вигляді ключ має довжину 64 біти, де кожний 8-й біт є бітом паритету, крім того, ці контрольні біти можуть бути винесені в останній байт ключа). Ключем може бути довільна 64-бітна комбінація, яка може бути змінена в любий момент часу. Частина цих комбінацій вважається слабкими ключами, оскільки може бути легко визначена. Безпечність алгоритму базується на безпечності ключа.

На найнижчому рівні алгоритм є ніщо інше, ніж поєднання двох підставних технік шифрування: перемішування і підстановки. Цикл алгоритму, з яких і складається DES є комбінацією цих технік, коли в якості об”єктів перемішування виступають біти тексту, ключа і блоків підстановок.

В DES використовується 16 циклів , вихідними даними для кожного з них 64 є біти текту явного (у першому циклі) чи 64 біти шифрограми (у всіх наступних), ключ і блоки підстановок.

Алгоритм використовує лише стандартні елементарні логічні операції (зсув, сума по модулю два) на числах довжиною 64 біти, що значно полегшує програмування алгоритму і прискорює його роботу. Циклічний характер алгоритму в сумі з ідеальною здатністю до запрограмовування робить алгоритм швидким і легким до розуміння.

Основною перевагою засобу DES є те, що він є стандартним. Як стверджує Національне Бюро Стандартів США, алгоритм має наступні властивості:

високий рівень захисту даних проти дешифрування і можливої модифікації даних;
простота і розуміння;
високий ступінь складності, що робить його розкриття дорожче одержуваного при цьому прибутку;
засіб захисту грунтується на ключі і не залежить ні від якої “таємності” алгоритму;
економічний в реалізації і ефективний в швидкодії.

Важливою характеристикою цього алгоритму є його гнучкість при реалізації і використанні в різноманітних додатках обробки даних. Кожний блок даних шифрується незалежно від інших, що дозволяє розшифрувати окремий блок в зашифрованому повідомленні та структурі даних. Тому можна здійснювати незалежну передачу блоків даних і довільний доступ до зашифрованих даних. Ні тимчасова, ні позиційна синхронізація для операцій шифрування не потрібна.

Алгоритм виробляє зашифровані дані, в яких кожний біт є функцією від усіх бітів відкритих даних і усіх бітів ключа. Відмінність лише в одному біті даних дасть в результаті рівні ймовірності зміни для кожного біта зашифрованих даних.

Найістотнішим недоліком DES фахівці визнають розмір ключа, що вважається занадто малим. Стандарт в нинішньому вигляді не є неуразливим, хоча і є дуже тяжким для розкриття (досі не були зареєстровані випадки дешифрування інформації, зашифрованою з використанням засобу DES). Для дешифрування інформації засобом підбору ключів достатньо виконати 2⁵⁶ операцій розшифрування (тобто всього біля 7*10¹⁶) операцій). Хоча в наш час немає апаратури, що могла б виконати в період часу, що оглядається, подібні обчислення, ніхто не гарантує, що вона не з'явиться в майбутньому. Деякі фахівці пропонують модифікацію для усунення цього недоліку: вхідний текст Р зашифровується спочатку за ключем К1, після цього за ключем К2 і, нарешті, за ключем К3. В результаті час, що вимагається для дешифрування, зростає до 2¹⁶⁸ операцій (приблизно, до 10³⁴ операцій).

Ще один недолік засобу DES полягає в тому, що окремі блоки, що містять однакові дані (наприклад, пропуски), будуть мати однаковий вигляд в зашифрованому тексті, що з точки зору криптоаналізу невірно.

Однак у алгоритму є дуже істотний недолік, який полягає в тому, що його програмна реалізація дуже складна і практично позбавлена всякого сенсу із-за вкрай низької швидкодії. За оцінками авторів, за одну секунду на персональному комп'ютері можуть бути оброблені всього лише декілька десятків (максимально сотень) байт даних, а подібна продуктивність навряд чи задовольнить кого-небудь з користувачів.

21.ECB Переваги та недоліки

− Electronic Codebook (ECB) – режим електронної кодової книги;