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[原创HACK教程] DES密碼系統演算法(一)-回合金鑰的產生 重點整理By Krizal Chen

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发表于 2009-4-16 11:47:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
DES密碼系統演算法(一)-回合金鑰的產生 重點整理
: [3 Z; l* A+ {7 e0 n前言:. N" C8 ?; b$ `/ v" O( K5 R. ?
昨天晚上我弟突然拿出一份像電路圖和密碼表的東西給我,) A( m1 `" G! L" g( F$ B( U
問我會不會,我跟他說這是幹什麼用的,他說是期中考要用的,% N( T/ D4 E: }; M* R
看了下不就是鼎鼎大名的密碼演算法之一的DES,1 e* Y) s9 r  Z/ Y) Z: t8 @# b- B) u* {% T
想不到電機的也要懂DES,那讀資工、資管的情何以堪,
: p+ }: l1 o+ w5 y, H  |; k% DDES原本是有想看下,但是個人不常用,所以就一直擱著,
: L" ~9 a7 B2 h- O6 ]( c我就跟我弟說 我對DES沒什麼研究,但給我30分~1小時,
( \  p3 ]) x$ v$ l. e9 a0 d我給你答案。  c  Q. k4 S! @+ y7 Q7 b
' i3 a: O  f$ }
開始看了下,感覺密密麻麻的亂碼,但是hack玩習慣了,
) Y: q4 d* {! p2 Z這些都是小事,花了些時間看了下原理,感覺上還是蠻easy的。" \0 s. E' W  e4 E# W* j
8 y+ k$ i8 W1 k& `+ s
本文:
7 S2 W/ Z. x$ n) T0 WDES屬於近代密碼系統,) Y4 f$ }$ d1 x' W+ l
設計原理為Shannon所提出的加密系統(Product Cipher)
9 [6 J3 Z$ j! e5 H; cDES主要分三部分:# l, G$ b0 I0 Y9 d% _
1.回合金鑰 Key(do 16 times)9 j$ p8 R8 o7 T& E- z# E
2.加密(do 16 times)
) I6 `  j+ O, n+ B) P" X3.解密(do 16 times)1 P2 M' _* i5 W5 q- G) @5 t3 c

+ s! x1 i) E7 s0 @: `回合金鑰產生:+ y- D+ X  H, ]6 d5 M" `) w
(1.)每7bit加入 odd parity check,5 q) \% d4 R7 o9 a8 j' ]- A* K
把56 bit的key擴展到64bit。( c# @! Q! W8 o3 ^
(2.)將64 bit的key依照KP(Key Permutation)重新分配,7 E8 |# s+ J3 r: F. ^6 B8 f
重新分配後減縮為原本的56bit,切割56bit各半為28bit
- K$ o  R0 o* x; b(Kl & Kr = 28bit)。9 I! I& \- j1 R; z* c$ u3 [3 h
(3.)分別對Kl 和 Kr做 左循環位移(LS)。$ m; Q3 D1 O% N- _) T
(4.)將移位後之Kl和Kr依照+ E/ `/ S5 x! g9 _% `9 f* A. I2 \
CP(Compression Permutation)重新分配,
$ _4 W4 q, K0 |. f* ^即產生key1。# R( D0 b7 [* J# x) C, b! Z: o0 t
(5.)重複step 3. 和 step 4.直到16組key都產生即可& \8 S  a; P* `7 }" K" U& `& V
(key1、key2、key3...key16)。
4 O2 ^4 \3 N- S/ O7 a, k ) u, g7 o7 y) J' c( T
Permutation table ex:& z8 |* K. x) V0 o8 z/ M
: a# {( z3 o5 a# P( o" r4 ~
Permutation operation ex:
% r" F/ X- {" h" F* B' a+ v
2 g' j1 Z( }$ o5 D* p7 r( ] , }: E* D, T0 O& [5 }( f7 k4 f
結語:  S- Z; s3 h2 d. W' t0 I
盡量寫的簡單扼要,重要的步驟大概都列出來了,
" }' r: M, I8 E& I7 \- D關於實例要寫一大堆code table,有興趣的再提出
  A7 c* Y, c. {5 ] 9 E7 j3 n+ s, [  Z$ }/ S' H
Krizal Chen
$ W3 f' i+ d9 M: [2009 04 16 Thur
( X( n# [* ^  H5 U/ x7 Y) f3 b

- W2 Z1 R7 C% o3 d/ b

9 q7 K9 n, i1 F* f7 M原帖:* i! s2 s; g) b: K4 l1 T/ l
http://tw.myblog.yahoo.com/dsght-krizal/article?mid=2000&prev=-1&next=1999
) L; t4 b" A" I* {! o  Rhttp://dsght-master-krizal.spaces.live.com/default.aspx
" @7 o- I! v! V5 x( W' U' N+ k) k0 k+ x' z- w8 B
[ 本帖最后由 krizal 于 2009-4-16 12:26 编辑 ]

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 楼主| 发表于 2009-4-16 11:50:35 | 显示全部楼层
emu618、emumax和宇宙各放一帖,* {& B' D$ l3 v/ ^
讓想多學點東西的人看,
9 |! F3 E. s/ v對實例產生有興趣的,自行跟我連絡。
' ?. l2 N* F5 Q" P5 p( b$ \2 @$ o+ a- m3 u
而關於lz77 和 lz78 family的加密,- ]& o$ C. W2 T, R8 a
有興趣的也可以去看看,應該比DES簡單點。

该用户从未签到

 楼主| 发表于 2009-4-16 11:57:53 | 显示全部楼层
個人是很客觀的,
( U- ~" ^( [% W! N& [如果不需要這種帖,
% `8 d- o. w+ _+ V1 c8 l5 d也可以提出,以後就不再放出。

该用户从未签到

发表于 2009-4-16 12:12:29 | 显示全部楼层
嘛,现在在信息安全课上有上密码学
4 W7 M: X; q) e! o/ v1 ]& ~
2 G# t- ~/ }" M5 b. @* bDES的话,是典型的分组密码算法& w8 F1 Y- h7 q4 r
整个算法流程而言并不算复杂,16轮的迭代加密,最后逆IP置换/ Y8 Q# s' `* {3 u4 T1 |
算法流程:
$ |& U- X+ @- H5 dIP(X)
3 Y7 s3 ^8 e7 U' y7 P; @$ S     FOR i=1 to 16
( ?$ c/ p! \4 y% r            L(i)=R(i-1)2 X# S4 R8 g7 D/ h! ]
            L(i)=R(i-1)⊕f(R(i-1),k(i))4 N* a, x) t9 `! R0 L% j
     NEXT i  z2 Z6 D# R9 f! J( z3 {
IP^-1(x)

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 楼主| 发表于 2009-4-16 12:25:17 | 显示全部楼层
原帖由 慵懒悠悠 于 2009-4-16 12:12 发表
4 v# S' V; y( b, y: F- s8 k0 G嘛,现在在信息安全课上有上密码学
2 L& e# k- A6 k' t
" T- Y" h( w  _! P, yDES的话,是典型的分组密码算法: V& O7 x' W6 Z
整个算法流程而言并不算复杂,16轮的迭代加密,最后逆IP置换. ?% {) L. A+ W
算法流程:
+ l/ s  W  d2 t8 \, UIP(X)
1 b# v1 J) X+ f9 W% |     FOR i=1 to 16- c1 Q- T0 a, k( u+ Z  o0 v( ~' ?6 M
            L(i)=R(i-1)
: K9 _" e0 G% Z2 D# n9 v( K8 o            ...

7 y6 {# G" s6 T5 R6 s4 t; w是阿,麻煩的是要建table花時間。:loveliness:

该用户从未签到

 楼主| 发表于 2009-4-16 12:44:01 | 显示全部楼层
void DES::SubstitutionBoxes()
4 U  h1 p% j, _% Y{7 ?5 E9 g" ?9 v3 d' u
        int s1[4][16]={
' F0 Y- Z0 y7 a) E2 Z6 P4 F2 D# j6 U                14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,
: w# \1 w! Z+ a+ p/ p                0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,2 s( n9 u' c- G0 l4 C- x
                4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,
: d" L- \% C; F                15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13
* U$ G2 D5 y. V$ k# W: \          };
" U2 n# @0 @. B& e5 A; d, t" L" S3 e1 k4 e! A
        int s2[4][16]={; H* s* y6 U$ l1 i0 d# N! i
                15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,
% z4 w5 I6 e8 f' C; o6 t                3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,; T: \3 Y6 r  \( [* K
                0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,9 g6 M0 C$ z9 W1 T" M
                13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9
; p+ r7 Y  b2 M           };
/ Z& A, v7 Q- |& B- v3 |0 |
) g+ O& G$ L8 a8 c        int s3[4][16]={: [9 [  J- [2 R4 K! T2 `4 n& `
                10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,1 p: F0 J5 F6 k; A$ r3 `
                13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,
6 g5 B( X& c8 x1 h                13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,
) v$ ]' C8 [& `7 e9 w                1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12
, n8 }% W; e5 B           };1 A0 m3 i0 ]& _& ]. @; t$ x
9 V2 [2 p! x# F! c9 T4 ]9 K
        int s4[4][16]={7 j$ l) t/ m% y  j0 y, Z
                7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,) P) |' s9 b/ {9 |! V# i8 M6 Z
                13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,
3 g- [: B4 x$ j" }                10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,
0 U8 n: \8 ~5 ~! @" J( j                3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14, T) @; i/ b  o" ~/ p
           };/ j- i% k2 N( ~' g
  c, w: S9 U' s% r: O: u
        int s5[4][16]={- U! Q0 S% R8 J5 f! t% Y! p
                2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,
: V, a4 p7 L% Q- K3 |2 S4 C                14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,
# ^& H9 I0 V/ {                4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,# p! D; c8 L! y! U+ z
                11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3% F# y5 }8 L& {, e4 ?- c2 g1 Z3 X3 P
           };
; ~* V+ B. F7 E' _8 P) V) r4 ^- G' k7 w5 \9 J9 x
        int s6[4][16]={1 E6 {3 H1 n) G# y! k) s9 N
                12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,
0 p) I9 j1 e% j, T$ L) a3 z" I! |                10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,
! `& r+ i* n$ q/ S/ \* u- f1 I                9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,
9 W- {; y, ^! y8 }8 ]                4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13
7 Q* U# G* K! m% f- P           };
) h! @: [4 i! b( U
+ S+ e  x7 q" q, N        int s7[4][16]={* ^9 I2 {+ b! @* f
                4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,
/ W; q! [; X* F1 f& K                13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,# C; Y8 g2 l, b9 s: g% F
                1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,
2 s0 x* H. b( i1 g                6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,120 Z8 H0 s: p; w5 U9 X
           };
, K8 L( o6 c8 ^$ A9 o' A8 Q; S7 a" x+ H- J: l% M
        int s8[4][16]={/ f  J" E1 v( f% h' T  \  x* t
                13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,
) w4 o; k3 A# w% r4 ]3 Z$ x) z6 C                1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,3 U/ s5 z8 Y. U( Z( X) r" P
                7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,
5 |6 F0 V+ h- h( t; ]  ?                2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11
2 ^! L0 Z* {" t4 d3 i/ G6 T# i           };
: i% J( M5 j3 w4 x}
1 Q* f. N4 Q( [. W) K7 B. M+ B5 V3 A' \7 K
[ 本帖最后由 krizal 于 2009-4-16 12:46 编辑 ]

该用户从未签到

发表于 2009-4-16 12:53:10 | 显示全部楼层
这也就是我不怎么喜欢DES的原因所在,算法简单,但实现的时候数据的结构要另外考虑* v9 \, P  A0 F' `/ F

: P5 ?! o! \) }% u2 |: z. W5 P- JMD5这样的单向杂凑多好...

该用户从未签到

 楼主| 发表于 2009-4-16 15:23:08 | 显示全部楼层
原帖由 慵懒悠悠 于 2009-4-16 12:53 发表 + p2 x1 Q( |* Q( ~$ S9 z
这也就是我不怎么喜欢DES的原因所在,算法简单,但实现的时候数据的结构要另外考虑
/ H7 \* s5 t) b, M6 I1 u0 b
. }$ T, r3 \3 t: J' R2 A$ IMD5这样的单向杂凑多好...

2 u5 C* l. Z0 Z% b  i9 P) a
, Y# @+ b; ?1 L6 R% e哈 各種演算法各有優缺點,0 N" P) o' `7 \
DES 演算法簡單,單純用XOR執行快速,
2 M7 z3 d) w4 X0 {: {就是需要再建立PERMUTATION TABLE.7 X, k$ h' l: j/ \$ k' K/ a

/ x: f8 m# P: [MD5 不可逆HASH演算,破解較困難,4 w# C. x" `$ t4 h' Q! @
但是只能單向驗證。

签到天数: 1865 天

[LV.Master]伴坛终老

发表于 2009-4-16 23:41:01 | 显示全部楼层
支持一下,我对密码没什么研究。:loveliness:
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