Читать практическое задание по информационному обеспечению, программированию: "Стандарт шифрування DES" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Лабораторна робота

Стандарт шифрування DES

Мета роботи - опанувати методику шифрування алгоритмами збивання. На прикладі DES здійснити шифрування. Усвідомити сильні сторони в застосуванні даного методу шифрування.

Теоретичні відомості

Алгоритм DES був державним стандартом США і здійснює шифрування 64-бітових блоків даних за допомогою 64-бітового ключа. Процес шифрування полягає в початковій перестановці бітів 64-бітового блоку і 16 циклах шифрування, а розшифрування - 16 циклах розшифрування і у кінцевій перестановці бітів.

Слід зазначити, що всі таблиці, що приводяться, є стандартними і повинні включатися в реалізацію алгоритму DES у незмінному вигляді. Усі перестановки і коди в таблицях підібрані розроблювачами таким чином, щоб максимально заважати процесу дешифрування шляхом підбору ключа.

Підключ - деяка ключова інформація, яка отримується з основного ключа шифрування. На кожному раунді використовується нове значення підключа Ki (довжиною 48 біт), яке обчислюється з початкового 64-бітового ключа K з 8 бітами контролю парності, розташованими в позиціях 8,16,24,32,40,48,56,64. Для вилучення контрольних бітів і підготовки ключа до роботи використовується функція PC1 первісної підготовки ключа. Докладно процес одержання підключей показано на рис 1.1.

Результат перетворення PC1 (K) розбивається на дві половини C0 і D0 по 28 біт кожна. Перші чотири рядки матриці PC1 визначають, як вибираються біти послідовності C0, останні чотири рядки - послідовності D0. Для генерації послідовностей не використовуються біти 8,16,24,32,40,48,56 і 64 ключа шифру. Таким чином, у дійсності ключ шифру є 56-бітовим.

Після визначення С0 і D0 рекурсивно визначаються Сi і Di, i = 1, 2,…, 16.

Для цього застосовуються операції циклічного зрушення вліво на один чи два біти в залежності від номера кроку раунду, як показано в таблиці, що приведена в додатку. Ключ Ki, обумовлений на кожнім кроці раунду, є результатом вибору конкретних бітів з 56-бітової послідовності Сi Di, і їхньої перестановки згідно з таблицею PC2, яка наведена в додатку. Іншими словами, ключ Ki=PC2 (Ci Di) [17].

Рис. 1. Цикл отримання підключів для кожного раунду Процес шифрування виглядає в такий спосіб. Нехай з файлу вхідного тексту був прочитаний черговий 64-бітовий (8-байтовий) блок T. Цей блок T обробляється за допомогою матриці початкової перестановки IP: біти вхідного блоку (64 біта) переставляються відповідно до матриці IP [2]. Отримана послідовність бітів розділяється на 2 послідовності: L0-ліві старші біти, R0-праві молодші біти, кожна з яких містить 32 біта. Потім виконується ітеративний процес шифрування, що складається з 16 раундів. (рис 1.2).

Рис. 2. Структурна схема алгоритму DES

Нехай Ti - результат i-ого раунду: Ti=LiRi де Li - перші 32 біта послідовності, Ri - останні 32 біта послідовності. Тоді результат i-ого раунду описується наступними формулами: Li=Ri-1, i=1,2,3, …, 16,i=Li-1 xor f(Ri-1, Ki), i=1,2,3, …, 16 Функція f називається функцією шифрування. Її аргументами є послідовність Ri-1, одержувана на попередньому кроці раунду, і 48-бітовий підключ Ki, що є результатом перетворень 64-бітового ключа шифру K.

На останньому кроці раунду одержують послідовності R16 і L16, що об’єднуються в 64-бітову послідовність - здійснюється відновлення позицій бітів за допомогою матриці зворотної перестановки IP-1 [17].

Похожие работы