Questo articolo parla del Data Encryption Standard (DES), uno storico algoritmo di crittografia noto per la sua lunghezza della chiave di 56 bit. Esploriamo il suo funzionamento, la trasformazione delle chiavi e il processo di crittografia, facendo luce sul suo ruolo nella sicurezza dei dati e sulle sue vulnerabilità nel contesto odierno.

Cos'è il DES?

Data Encryption Standard (DES) è un codice a blocchi con una lunghezza della chiave di 56 bit che ha svolto un ruolo significativo nella sicurezza dei dati . Lo standard di crittografia dei dati (DES) è stato ritenuto vulnerabile ad attacchi molto potenti, pertanto la popolarità del DES è leggermente in declino. DES è un codice a blocchi e crittografa i dati in blocchi di dimensioni pari a 64 bit ciascuno, il che significa che 64 bit di testo semplice vengono inviati come input a DES, che produce 64 bit di testo cifrato. Lo stesso algoritmo e la stessa chiave vengono utilizzati per la crittografia e decrittazione , con piccole differenze. La lunghezza della chiave è 56 bit .

L'idea di base è mostrata di seguito:

Abbiamo menzionato che DES utilizza una chiave a 56 bit. In realtà, la chiave iniziale è composta da 64 bit. Tuttavia, prima ancora che il processo DES abbia inizio, ogni ottavo bit della chiave viene scartato per produrre una chiave a 56 bit. Ciò significa che le posizioni bit 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56 e 64 vengono scartate.

Pertanto, l'eliminazione di ogni ottavo bit della chiave produce a Chiave a 56 bit dall'originale Chiave a 64 bit .
DES si basa sui due attributi fondamentali di crittografia : sostituzione (detta anche confusione) e trasposizione (detta anche diffusione). Il DES è composto da 16 passaggi, ognuno dei quali è chiamato round. Ogni round esegue le fasi di sostituzione e trasposizione. Parliamo ora dei passaggi a livello generale nel DES.

aggiunta di stringhe java

• Nella prima fase il blocco di testo in chiaro da 64 bit viene consegnato ad un'iniziale Permutazione (IP) funzione.
• La permutazione iniziale viene eseguita su testo semplice.
• Successivamente, la permutazione iniziale (IP) produce due metà del blocco permutato; dicendo Testo normale sinistro (LPT) e Testo normale destro (RPT).
• Ora ogni LPT e RPT passano attraverso 16 round del processo di crittografia.
• Alla fine, LPT e RPT vengono ricongiunti e viene eseguita una permutazione finale (FP) sul blocco combinato
• Il risultato di questo processo produce un testo cifrato a 64 bit.

Permutazione Iniziale (IP)

Come abbiamo notato, la permutazione iniziale (IP) avviene una sola volta e avviene prima del primo round. Suggerisce come dovrebbe procedere la trasposizione in IP, come mostrato nella figura. Ad esempio, dice che l'IP sostituisce il primo bit del blocco di testo semplice originale con il 58° bit del testo semplice originale, il secondo bit con il 50° bit del blocco di testo semplice originale e così via.

Questo non è altro che un gioco di prestigio tra le posizioni dei bit del blocco di testo semplice originale. la stessa regola vale per tutte le altre posizioni dei bit mostrate in figura.

Come abbiamo notato al termine dell'IP, il blocco di testo permutato a 64 bit risultante è diviso in due mezzi blocchi. Ogni mezzo blocco è composto da 32 bit e ciascuno dei 16 round, a sua volta, è costituito dai passaggi di livello generale delineati nella figura.

array dinamico in Java

Passaggio 1: trasformazione delle chiavi

Abbiamo notato che la chiave iniziale a 64 bit viene trasformata in una chiave a 56 bit scartando ogni 8 bit della chiave iniziale. Pertanto per ciascuno è disponibile una chiave a 56 bit. Da questa chiave a 56 bit, durante ogni round viene generata una sottochiave diversa a 48 bit utilizzando un processo chiamato trasformazione della chiave. A tale scopo la chiave da 56 bit viene divisa in due metà da 28 bit ciascuna. Queste metà vengono spostate circolarmente a sinistra di una o due posizioni, a seconda del round.

Per esempio: se i numeri del round 1, 2, 9 o 16 lo spostamento viene eseguito di una sola posizione, per gli altri round lo spostamento circolare viene eseguito di due posizioni. Il numero di bit della chiave spostati per giro è mostrato in figura.

Dopo un opportuno spostamento vengono selezionati 48 dei 56 bit. Dai 48 potremmo ottenere 64 o 56 bit in base ai requisiti, il che ci aiuta a riconoscere che questo modello è molto versatile e può gestire qualsiasi gamma di requisiti necessari o forniti. per la selezione di 48 dei 56 bit la tabella è riportata nella figura sotto riportata. Ad esempio, dopo lo spostamento, il bit numero 14 si sposta nella prima posizione, il bit numero 17 si sposta nella seconda posizione e così via. Se osserviamo la tabella ci accorgeremo che contiene solo posizioni a 48 bit. Il bit numero 18 viene scartato (non lo troveremo nella tabella), come altri 7, per ridurre una chiave da 56 bit a una chiave da 48 bit. Poiché il processo di trasformazione della chiave prevede la permutazione e la selezione di un sottoinsieme di 48 bit della chiave originale a 56 bit, viene chiamato permutazione di compressione.

A causa di questa tecnica di permutazione della compressione, in ogni round viene utilizzato un diverso sottoinsieme di bit chiave. Ciò rende il DES non facile da decifrare.

Passaggio 2: permutazione dell'espansione

Ricordiamo che dopo la permutazione iniziale, avevamo due aree di testo normale a 32 bit chiamate Left Plain Text (LPT) e Right Plain Text (RPT). Durante la permutazione di espansione, l'RPT viene espanso da 32 bit a 48 bit. Anche i bit vengono permutati, quindi chiamati permutazione di espansione. Ciò accade poiché l'RPT a 32 bit è diviso in 8 blocchi, ciascuno dei quali è costituito da 4 bit. Quindi, ciascun blocco da 4 bit della fase precedente viene quindi espanso in un corrispondente blocco da 6 bit, ovvero per ogni blocco da 4 bit vengono aggiunti altri 2 bit.

Questo processo comporta un'espansione e una permutazione del bit di input durante la creazione dell'output. Il processo di trasformazione della chiave comprime la chiave da 56 bit a 48 bit. Quindi il processo di permutazione dell'espansione espande il file RPT a 32 bit A 48 bit . Ora la chiave a 48 bit è GRATUITO con RPT a 48 bit e l'output risultante viene assegnato al passaggio successivo, ovvero Sostituzione S-Box .

Pitone

comando arp-a

>

nucleo dell'errore di segmentazione scaricato

>

Javascript

>

bash if istruzione

>

...60AF7CA5 Round 12 FF3C485F 22A5963B C2C1E96A4BF3 Round 13 22A5963B 387CCDAA 99C31397C91F Round 14 387CCDAA BD2DD2AB 251B8BC717D0 Round 15 BD2DD2AB CF26B472 3330C5D9A36D Round 16 19BA9212 CF26B472 181C5D75C66D Cipher Text: C0B7A8D05F3A829C Decryption After initial permutation: 19BA9212CF26B472 After splitting: L0=19BA9212 R0=CF26B472 Round 1 CF26B472 BD2DD2AB 181C5D75C66D Round 2 BD2DD2AB 387CCDAA 3330C5D9A36D Round 3 387CCDAA 22A5963B 251B8BC717D0 Round 4 22A5963B FF3C485F 99C31397C91F Round 5 FF3C485F 6CA6CB20 C2C1E96A4BF3 Round 6 6CA6CB20 10AF9D37 6D5560AF7CA5 Round 7 10AF9D37 308BEE97 02765708B5BF Round 8 308BEE97 A9FC20A3 84BB4473DCCC Round 9 A9FC20A3 2E8F9C65 34F822F0C66D Round 10 2E8F9C65 A15A4B87 708AD2DDB3C0 Round 11 A15A4B87 236779C2 C1948E87475E Round 12 236779C2 B8089591 69A629FEC913 Round 13 B8089591 4A1210F6 DA2D032B6EE3 Round 14 4A1210F6 5A78E394 06EDA4ACF5B5 Round 15 5A78E394 18CA18AD 4568581ABCCE Round 16 14A7D678 18CA18AD 194CD072DE8C Plain Text: 123456ABCD132536>

Produzione:

Encryption: After initial permutation: 14A7D67818CA18AD After splitting: L0=14A7D678 R0=18CA18AD Round 1 18CA18AD 5A78E394 194CD072DE8C Round 2 5A78E394 4A1210F6 4568581ABCCE Round 3 4A1210F6 B8089591 06EDA4ACF5B5 Round 4 B8089591 236779C2 DA2D032B6EE3 Round 5 236779C2 A15A4B87 69A629FEC913 Round 6 A15A4B87 2E8F9C65 C1948E87475E Round 7 2E8F9C65 A9FC20A3 708AD2DDB3C0 Round 8 A9FC20A3 308BEE97 34F822F0C66D Round 9 308BEE97 10AF9D37 84BB4473DCCC Round 10 10AF9D37 6CA6CB20 02765708B5BF Round 11 6CA6CB20 FF3C485F 6D5560AF7CA5 Round 12 FF3C485F 22A5963B C2C1E96A4BF3 Round 13 22A5963B 387CCDAA 99C31397C91F Round 14 387CCDAA BD2DD2AB 251B8BC717D0 Round 15 BD2DD2AB CF26B472 3330C5D9A36D Round 16 19BA9212 CF26B472 181C5D75C66D Cipher Text: C0B7A8D05F3A829C Decryption After initial permutation: 19BA9212CF26B472 After splitting: L0=19BA9212 R0=CF26B472 Round 1 CF26B472 BD2DD2AB 181C5D75C66D Round 2 BD2DD2AB 387CCDAA 3330C5D9A36D Round 3 387CCDAA 22A5963B 251B8BC717D0 Round 4 22A5963B FF3C485F 99C31397C91F Round 5 FF3C485F 6CA6CB20 C2C1E96A4BF3 Round 6 6CA6CB20 10AF9D37 6D5560AF7CA5 Round 7 10AF9D37 308BEE97 02765708B5BF Round 8 308BEE97 A9FC20A3 84BB4473DCCC Round 9 A9FC20A3 2E8F9C65 34F822F0C66D Round 10 2E8F9C65 A15A4B87 708AD2DDB3C0 Round 11 A15A4B87 236779C2 C1948E87475E Round 12 236779C2 B8089591 69A629FEC913 Round 13 B8089591 4A1210F6 DA2D032B6EE3 Round 14 4A1210F6 5A78E394 06EDA4ACF5B5 Round 15 5A78E394 18CA18AD 4568581ABCCE Round 16 14A7D678 18CA18AD 194CD072DE8C Plain Text: 123456ABCD132536>

Conclusione

In conclusione, il Data Encryption Standard (DES) è a cifratura a blocchi con una lunghezza della chiave di 56 bit che ha svolto un ruolo significativo nella sicurezza dei dati. Tuttavia, a causa delle vulnerabilità, la sua popolarità è diminuita. DES opera attraverso una serie di cicli che coinvolgono la trasformazione delle chiavi, l'espansione, la permutazione e la sostituzione, producendo infine testo cifrato da testo in chiaro. Sebbene il DES abbia un significato storico, è fondamentale considerarlo più sicuro crittografia alternative per le moderne esigenze di protezione dei dati.

Domande frequenti

D.1 : Cosa dovrebbe essere considerato un'alternativa al DES per la crittografia dei dati?

Risposta:

Per le moderne esigenze di crittografia dei dati, prendi in considerazione l'utilizzo di algoritmi di crittografia più potenti come AES (Standard di crittografia avanzata).

D.2 : Come viene generata la sottochiave a 48 bit per ogni round in DES?

Risposta:

La sottochiave a 48 bit per ogni round in DES è derivata dalla chiave a 56 bit attraverso un processo di spostamento e permutazione circolare, garantendo la diversità delle chiavi.