Алгоритм вычисления ключей для des.
Алгоритм получения ключей (48-битных из 64-битных)
K(i) i=1-16
На каждой итерации используется новое значение ключа K(i), которое вычисляется из начального ключа K.
К представляет собой 64-битовый блок с 8 битам контроля по четности, расположенных в позициях 8,16,24,32,40,48,56,64.
Для удаления контрольных битов и перестановки остальных используется функция G первоначальной подготовки ключа.
64->56
G
57 49 41 33 25 17 09
01 …………………
10………………….
19………………..... С(0)
63…………………. D(0)
07 …………………
14………………….
24 12 04
Результат преобразования G(K) разбивается на 2 28битовых блока C(0) и D(0). После определения С(0) и D(0) рекурсивно определяются C(i) и D(i). Для этого применяют циклический сдвиг влево на 1 или 2 бита в зависимости от номера итерации, как показано на таблице 7.
Полученное значение C(i)D(i) вновь перемешивается в соответствии с матрицей H (48-битная).
14 17 11 24 01 05
03………………
23………………
16………………
41………………
30………………
44………………
46………………
K(i)=H(C(i)D(i))
Восстановление исходного текста осуществляется по тому же принципу, но в начале используется ключ K(15)и так до К(1).
Режимы работы алгоритма des
Для наиболее полного удовлетворения всех требования, предъявляемых к коммерческим системам шифрования, организовано несколько режимов работы алгоритма DES.
Наибольшее распространение получили режимы:
ECB – электронный шифро-блокнот (Electronic Codebook)
CBC – цепочка цифровых блоков (Cipher Block Chaining)
CFB – цифровая обратная связь (Cipher Feedback)
OFB – внешняя обратная связь (Output Feedback)
Каждому из режимов свойственны свои достоинства и недостатки, что обуславливает их области применения.
Режим ECB хорошо подходит для шифрования ключей
Режимы CBC и CFB пригодны для аутентификации
Режим CFB также пригоден для шифрования отдельных символов
Режим OFB часто используется в спутниковых системах связи
DES-ECB
В этом режиме исходный файл M разбивается на 34-битовые блоки по 8 байт. Каждый из этих блоков кодируется независимо с использованием 1-го ключа шифрования.
Данный алгоритм не рекомендуется использовать для расширения .EXE файлов, так как 1ый блок (заголовок файла) является удачным началом для взлома всего шифра. Однако, в силу своей простоты, этот режим наиболее популярен в любительских разработках.
DES-CBC
Исходный текст разбивается на 64 битовые блоки. 1-ый блок М1 складывается по модулю 2 с 64-битным начальным вектором, который меняется ежедневно и держится в секрете. Полученная сумма затем шифруется по алгоритму DES с использованием ключа, известного и отправителю и получателю. Полученный 64-битный блок складывается по модулю 2 со вторым блоком исходного текста и аналогично получают 2 блок зашифрованного текста и так далее. Процедура повторяется, пока не зашифруются все блоки исходного текста.
C(i) = DES (M(i) XOR C(i-1)) – шифрование
C(0) = IV
M(i) = C(i-1) XOR DES-1 (C(i)) - расшифрование
Достоинством данного режима является то, что он не позволяет накапливаться ошибке при передаче. Блок M(i) является функцией C(i) и C(i-1), поэтому ошибка при передаче приведет к потере только 2 блоков исходного текста.
DES-CFB
Размер блока может отличаться от 4.
Исходный файл М считывается последовательными t битными блоками (t<=64). Остаток дописывается нулями либо пробелами. 64 битный сдвиговый регистр в начале содержит вектор инициализации IV выровненный по правому краю (младшие регистры). Для каждого сеанса использования используется новый ключ.
Для всех i блоков шифр записывается
C(i) = M(i) XOR P(i-1)
где P(i-1) – старшие t битов операции DES(C(i-1))
С(0) = IV
Восстановление по обратному алгоритму M(i) = C(i) XOR P(i-1)
DES-OFB
Отличие от CFB состоит только в методе обновления сдвигового регистра. Осуществляется путем удаления его старших t бит и дописывания справа P(i-1)
