DES密碼系統演算法(一)-回合金鑰的產生重點整理By Krizal Chen

krizal · 发表于 2009-4-16 11:47:11

DES密碼系統演算法(一)-回合金鑰的產生重點整理
前言:
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，
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，
看了下不就是鼎鼎大名的密碼演算法之一的DES，
想不到電機的也要懂DES，那讀資工、資管的情何以堪，
DES原本是有想看下，但是個人不常用，所以就一直擱著，
我就跟我弟說我對DES沒什麼研究，但給我30分~1小時，
我給你答案。

開始看了下，感覺密密麻麻的亂碼，但是hack玩習慣了，
這些都是小事，花了些時間看了下原理，感覺上還是蠻easy的。

本文:
DES屬於近代密碼系統，
設計原理為Shannon所提出的加密系統(Product Cipher)
DES主要分三部分:
1.回合金鑰 Key(do 16 times)
2.加密(do 16 times)
3.解密(do 16 times)

回合金鑰產生:
(1.)每7bit加入 odd parity check，
把56 bit的key擴展到64bit。
(2.)將64 bit的key依照KP(Key Permutation)重新分配，
重新分配後減縮為原本的56bit，切割56bit各半為28bit
(Kl & Kr = 28bit)。
(3.)分別對Kl 和 Kr做左循環位移(LS)。
(4.)將移位後之Kl和Kr依照
CP(Compression Permutation)重新分配，
即產生key1。
(5.)重複step 3. 和 step 4.直到16組key都產生即可
(key1、key2、key3...key16)。

Permutation table ex:

Permutation operation ex:

結語:
盡量寫的簡單扼要，重要的步驟大概都列出來了，
關於實例要寫一大堆code table，有興趣的再提出。

Krizal Chen
2009 04 16 Thur

原帖:
http://tw.myblog.yahoo.com/dsght-krizal/article?mid=2000&prev=-1&next=1999
http://dsght-master-krizal.spaces.live.com/default.aspx

[ 本帖最后由 krizal 于 2009-4-16 12:26 编辑 ]

krizal · 发表于 2009-4-16 11:50:35

emu618、emumax和宇宙各放一帖，
讓想多學點東西的人看，
對實例產生有興趣的，自行跟我連絡。

而關於lz77 和 lz78 family的加密，
有興趣的也可以去看看，應該比DES簡單點。

krizal · 发表于 2009-4-16 11:57:53

個人是很客觀的，
如果不需要這種帖，
也可以提出，以後就不再放出。

慵懒悠悠 · 发表于 2009-4-16 12:12:29

嘛，现在在信息安全课上有上密码学

DES的话，是典型的分组密码算法
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
算法流程：
IP(X)
   FOR i=1 to 16
         L(i)=R(i-1)
         L(i)=R(i-1)⊕f(R(i-1),k(i))
   NEXT i
IP^-1(x)

krizal · 发表于 2009-4-16 12:25:17

原帖由 慵懒悠悠 于 2009-4-16 12:12 发表
( E7 Q2 g' e& k! d. ]嘛，现在在信息安全课上有上密码学
) Z, {' l9 b- H# ^4 f
; C3 P, z( v! J+ T& }( b9 M  fDES的话，是典型的分组密码算法# k8 l9 [' T5 f7 b8 P5 M$ V; F( ~2 O
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- D$ ?; E4 H6 H3 ~% ?8 g" [6 U
算法流程：
1 K% b- s8 W$ z3 i/ iIP(X); ^# `$ _6 _6 U$ M! n3 m, f( _
   FOR i=1 to 16
+ P' k$ F# L/ @' y( x# R/ q, ~          L(i)=R(i-1)% b: W( r$ [3 R: ?' S5 j, u
         ...

是阿，麻煩的是要建table花時間。:loveliness:

krizal · 发表于 2009-4-16 12:44:01

void DES::SubstitutionBoxes()
{
int s1[4][16]={
14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,
0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,
4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,
15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13
   };

int s2[4][16]={
15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,
3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,
0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,
13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9
   };

int s3[4][16]={
10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,
13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,
13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,
1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12
   };

int s4[4][16]={
7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,
13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,
10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,
3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14
   };

int s5[4][16]={
2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,
14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,
4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,
11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3
   };

int s6[4][16]={
12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,
10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,
9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,
4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13
   };

int s7[4][16]={
4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,
13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,
1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,
6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12
   };

int s8[4][16]={
13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,
1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,
7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,
2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11
   };
}

[ 本帖最后由 krizal 于 2009-4-16 12:46 编辑 ]

慵懒悠悠 · 发表于 2009-4-16 12:53:10

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

MD5这样的单向杂凑多好...

krizal · 发表于 2009-4-16 15:23:08

原帖由 慵懒悠悠 于 2009-4-16 12:53 发表 : _1 R( g& R. v
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
8 G, Z3 A/ Y/ p( Q2 ^4 ]9 T
8 T: Y/ {9 S, a/ j3 a' h& J/ q/ ^MD5这样的单向杂凑多好...

哈各種演算法各有優缺點，
DES 演算法簡單，單純用XOR執行快速，
就是需要再建立PERMUTATION TABLE.

MD5 不可逆HASH演算，破解較困難，
但是只能單向驗證。

疾风之狼 · 发表于 2009-4-16 23:41:01

支持一下，我对密码没什么研究。:loveliness:

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