20. Функція шифрування алгоритму des
Основа S-DES - функція S-DES. Функція S-DES застосовує ключ на 8 бітів до самих правих 4 биток (RI -1), щоб формує вихід на 4 біта. Ця функція складена із чотирьох секцій: P-Блоку розширення, відбілювача, групи
S-Блоків і прямого P-Блоку, як показано на рис. 4.
P-Блок розширення - RI-1 вхід на 4 біта, і KI - ключ на 8 бітів, так що ми спочатку повинні розширити RI-1 до 8 бітів.
Хоча відносини між входом і виходом можуть бути визначені математично, S-DES використовує таблицю, щоб визначити P-Блок, як це показано на рис. 5. Зверніть увагу, що число портів виходу - 8, але діапазон значення - тільки 1-4. Деякі із входів ідуть більше чому в один вихід.
Відбілювач («Исключающее ИЛИ»). Після перестановки розширення S-DES використовують операцію «Исключающее ИЛИ» для додавання розширеної правої секції й ключа раунду. Зверніть увагу, що ключі раунду використовуються тільки в цій операції.
S-Блоки. S-Блоки роблять реальне змішування (перемішування). S-DES використовують два S- Блоки, кожний із входом на 4 біта й висновком на 2 біта (див. рис. 6).
Дані по 8 бітів від другої операції розділені на дві частини по 4 біта, і кожний шматок подається у свій блок. Результат кожного блоку - відрізок на 2 біта; коли вони поєднуються, у результаті виходить текст на 4 біта. Підстановка в кожному блоці відповідає заздалегідь певним правилам, заснованим на записах у таблицях 4 x 4. Комбінація вхідних бітів 1 і 4 визначає одну із чотирьох рядків; комбінація бітів 2 і 3 визначає один із чотирьох стовпців.
Пряма перестановка. Остання операція у функції S-DES - пряма перестановка із входом на 4 біта й виходом на 4 біта. Відносини входу-виходу для цієї операції показані на рисунку 7 і випливають тим же загальним правилам, що й попередні таблиці перестановки.
22 Режими роботи алгоритму DES
Алгоритм DES цілком підходить як для шифрування, так і для аутентифікації даних. Він дозволяє безпосередньо утворювати 64-бітовий вхідний відкритий текст в 64-бітовий вихідний шифрований текст, проте дані рідко ограничива-ются 64 розрядами.
Щоб скористатися алгоритмом DES для вирішення різноманітних криптографічних завдань, розроблено чотири робочі режими:
електронна кодова книга ЕСВ (Electronic Code Book);
зчеплення блоків шифру СВС (Cipher Block Chaining);
зворотний зв'язок по шифртексту CFB (Cipher Feed Back);
зворотний зв'язок по виходу OFB (Output Feed Back).
Режим "Електронна кодова книга"
Довгий файл розбивають на 64-бітові відрізки (блоки) по 8 байтів. Кожного з цих блоків шифрують незалежно з ис-пользованием одного і того ж ключа шифрування (рис.3.5).
Основна гідність - простота реалізації. Недолік - відносно слабка стійкість проти кваліфікованих криптоаналітиків. Із-за фіксованого характеру шифрування при обмеженій довжині блоку 64 біта можливе проведення криптоаналізу "із словником". Блок такого розміру може повто-риться в повідомленні внаслідок великої надмірності в тексті на природній мові. Це призводить до того, що ідентичні бло-ки відкритого тексту в повідомленні будуть представлені идентичны-ми блоками шифртекста, що дає криптоаналітику деяку інформацію про зміст повідомлення.