Американский стандарт шифрования DES

Был опубликован в 1977 году, национальным бюро стандартов США. Клод Шенон высказал такое мнение что в практических шифрах необходимо использовать 2 общих принципа: рассеивание и перемешивание.

Рассеивание представляет собой распространение влияния одного знака открытого текста на много знаков шифротекста. Это позволяет скрыть статистические характеристики в шифротексте.

Перемешивание предполагает использование таких шифрующих преобразований которые усложняют восстановление взаимосвязи статистических свойств открытого и шифрованного текста.

Распространенным способом достижения эффектов рассеивания и перемешивания является использование составного шифра, т.е шифра который может быть реализован в виде некоторой последовательности простых шифров, каждый из которых вносит свой вклад в значительное суммарное рассеивание и перемешивание.

В составных шифрах чаще всего используются простые перестановки и подстановки. В современном блочном шифровании блоки открытого текста и шифротекста представляют собой двоичные последовательности обычно длинной 64 бита. В принципе каждый блок может принимать 2 в 64 степени значений. По этому подстановки выполняются в очень большом алфавите содержащим 2 в 64 степени символов. И при многократном чередовании простых подстановок и перестановок управляемых достаточно длинным ключом, можно получить достаточно стойкий шифр с хорошим рассеиванием и перемешиванием.

Стандарт DES предназначен для защиты от несанкционированного доступа к важной но не секретной информации в государственный и коммерческих учреждений США. В 1980 стандарт был одобрен национальным институтом технологий.

Основные достоинства алгоритма DES:

1. Используется только один ключ длинной 56 бит.

2. зашифровав сообщение с помощью одного пакета программ, для расшифрования можно использовать любой другой пакет, одобренный DES.

3. относительная простота алгоритма обеспечивает высокую скорость обработки.

4. достаточно высокая стойкость алгоритма.

Первоначально этот метод был разработан фирмой IBM для своих целей и реализован в системе «люцифер». В ней использовался ключ длинной 128 бит который управлял состоянием блоков подстановки и перестановки. Алгоритм был очень сложен в практической реализации из-за относительно малой скорости шифрования, программная реализация 2 кбайта, аппаратная реализация 9кбайт.

Структура DES:

Функция раунда DES: рис

Расширение ключа DES

Биты входного блока Т (64 бит), переставляется в матрице,58 бит станов 1, 50 бит станов 2 и т.д

По окончанию шифрования получается матрицы обратной перестановки.

Схема алгоритма вычисления ключей Ki:

…..

После определения С0, D0 рекурсивно определяется до 16. Выполняется циклическая операция сдвига в лево на 1 или 2 бита в зависимости от шага итерации.

Таблица.

Номер итерации	Количество si сдвигов влево бит	Номер итерации	Количество si сдвигов влево бит

Общий ключ формируется функцией H, Ki=H(Ci Di), где функция Н определяется матрицей, завершающей обработку ключа.

Дата добавления: 2015-12-01