2.4. Международный симметричный стандарт des (Data Encryption Standard)

Симметричная криптосистема – шифрование и дешифрование выполняется одним и тем же ключом. Основной разработчик IBM.

В конце 70-х годов MBS (национальное бюро стандартов), NSA (национальное управление безопасности) и IBM разработали стандарт DES, работающий на «открытом» алгоритме. Он обеспечивает высокую криптостойкость, высокое быстродействие (двоичная система данных), оперативный доступ при наличии ключа (быстрый санкционированный доступ).

2.4.1. Алгоритм шифрования des

1. Сообщение разбивается на блоки длиной 56 бит и каждый блок дополняется 8-ю контрольными битами. Итого 64 бита (помехоустойчивость).

2. Применяется ключ перестановки – начальная перестановка. Для выбора можно использовать шифроблокнот.

3. Блок разбивается на полублоки (32 бита) и (32 бита).

4. Применяется 16 раундов перестановки полублоков и замены блока .

5. Генератор раундовых ключей вырабатывает псевдослучайные раундовые ключи  (ключи замены).

6. Конкатенация (объединение) полублоков и , получаем блок .

7. Применяется ключ перестановки – обратная перестановка.

2.4.2. Блок-схема алгоритма шифрования:

S = 56 бит + 8 бит = 64 бит

K₀ – нач. перестановка

С₀ = f(S,K₀ ),64 бит

ГРК

.

.

Lo = 32бита С₀

Ro = 32бита С₀

.

L₁ = Ro

R ₁ = f(K₁, Ro, Lo)

1^й раунд: К₁

L₂ = R₁

R₂ = f(K₂, R₁, L₁)

2^й раунд: К₂

… … …

L₁₆ = R₁₅

R₁₆ = f(K₁₆, R₁₅, L₁₅)

16^й раунд: К₁₆

С₁ = L₁₆  R₁₆, 64 бит

K₀ – обр. перестановка

С₂ = (С₁, К₀ ), 64 бит

2.4.3. Блок-схема алгоритма дешифрования

ГРК

С₂ = 64 бит

К₀ – обр. перестановка

С₁ = f(C₂, K₀), 64 бит

L₁₆ = 32 бита С₁

R₁₆ = 32 бита С₁

R₁₅ = L₁₆

L₁₅ = f(K₁₆, L₁₆,R₁₆)

K₁₆ 16-ый раунд

… … … …

L₀ = f(K₁, L₁,R₁)

R₀ = L₁

К₁ 1-ый раунд

С₀ = L₀  R₀, 64 бит

К₀ – нач. перестановка

S = f(C₀, K₀), 64 бит

В DES реализованы криптографические принципы Шеннона:

• рассеивание (многозначная замена символов);

• перемешивание (многократная перестановка по ключам и перестановка полублоков ).