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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1 u( W- n" g( h. z
前言:0 H" h" Q$ C: D  Q2 w. N
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# v' d8 W' j: P* y/ I3 }  q' Q
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,
9 D. e+ O3 V: O, L看了下不就是鼎鼎大名的密碼演算法之一的DES,2 t; B" Y0 Z. \: q4 s- f' N& u
想不到電機的也要懂DES,那讀資工、資管的情何以堪,
: v" M/ H6 B$ X; @, ], GDES原本是有想看下,但是個人不常用,所以就一直擱著,3 K3 s2 t8 l# F0 p" L
我就跟我弟說 我對DES沒什麼研究,但給我30分~1小時,
) g6 E- c$ K" u" Z我給你答案。
. V& ^& C9 R1 \* k* A + @7 }4 l4 g( p
開始看了下,感覺密密麻麻的亂碼,但是hack玩習慣了,
4 ?! d( U2 M- u0 K+ D這些都是小事,花了些時間看了下原理,感覺上還是蠻easy的。# o2 [# p0 U: I7 R
4 t3 t2 ~4 u3 O  [( _
本文:) ^  ]8 p5 r: W2 c# ^7 r+ ^
DES屬於近代密碼系統,( M' \! X6 |! {) `, h7 J
設計原理為Shannon所提出的加密系統(Product Cipher)" k) _2 S( C% i) M% i! r1 \3 x% f
DES主要分三部分:$ w# c6 K. B! ~& R3 T; b
1.回合金鑰 Key(do 16 times)
6 i  ]7 X5 o4 J! e' D; J2.加密(do 16 times)( k/ x2 c# b5 y+ q7 a  C
3.解密(do 16 times)
5 ?* w: {: y$ n+ i5 i! M( |   J3 r3 m  r" _7 x- R* g6 V
回合金鑰產生:
+ n, E# ^$ e, ?" s(1.)每7bit加入 odd parity check,, `  ~* K9 [* }& G
把56 bit的key擴展到64bit。) `9 `5 k$ p( o1 l7 S# k+ Q
(2.)將64 bit的key依照KP(Key Permutation)重新分配,- L/ ]  G" m1 X# M& A
重新分配後減縮為原本的56bit,切割56bit各半為28bit
) V) [4 {- y& x8 V" {(Kl & Kr = 28bit)。0 v" B% T3 ~& S+ w" H# ]
(3.)分別對Kl 和 Kr做 左循環位移(LS)。
2 |5 V: j- F) v' f7 h% C, e+ }3 v(4.)將移位後之Kl和Kr依照
7 @0 p* v# p3 g: l+ `$ u* zCP(Compression Permutation)重新分配,
5 v; z* Q1 H7 A6 e0 N4 K0 s4 a9 k2 `即產生key1。
* N! F+ {; e1 m+ d) W4 a(5.)重複step 3. 和 step 4.直到16組key都產生即可
  }7 R/ ~  u  z2 ^(key1、key2、key3...key16)。5 J% T) |' K) e5 G
* T/ t" \* |* O* D' ]1 l) e
Permutation table ex:
- ^4 V" ~/ _. x0 k
& t& w" C' M3 u) Y! D1 TPermutation operation ex:( F; d) {* j6 ^/ c4 G$ ^! K

6 A; W2 t4 G/ \5 c ! H. j8 ]9 A) q* W7 `$ [7 C1 Z2 o& {' Z
結語:4 Y. A, z: ?* @6 i$ {: Z
盡量寫的簡單扼要,重要的步驟大概都列出來了,
  @, u/ K5 `5 q1 G1 ?5 J- X9 U0 T0 n關於實例要寫一大堆code table,有興趣的再提出
: m( y! R. O6 Q. ?: D' b; f/ Y
8 e$ Y0 G% v8 M/ y8 ]# t5 z: m/ N9 [Krizal Chen " y* c- L9 E7 |- @% d: o
2009 04 16 Thur

; Q3 y1 G& s: ^4 c; w! W) B& M; m1 t4 i+ ~7 J! U+ \
2 Z5 c5 e* p; c  M  A
原帖:. X/ F8 j6 ^; o: L: h
http://tw.myblog.yahoo.com/dsght-krizal/article?mid=2000&prev=-1&next=1999
  e+ k% [3 {. P" Nhttp://dsght-master-krizal.spaces.live.com/default.aspx
" ^$ m7 o+ t5 R3 l# j& a% y6 b) y8 c' E8 M' v. f# }- l( i) C
[ 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,, [& P2 d; H% [
讓想多學點東西的人看,
! j/ |+ D* b* [% C, z對實例產生有興趣的,自行跟我連絡。+ d8 M, L( V  v* J) ]* P

) B1 a! w- y% ?8 ^3 W* A& k# @* S而關於lz77 和 lz78 family的加密,! Z! J: V# T# N3 x5 h' M
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,
9 U  u' _7 F8 U( h4 B如果不需要這種帖,2 I$ {4 V4 z1 j& P: a
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
9 W8 r6 P9 _2 P
' K. J# y) l9 NDES的话,是典型的分组密码算法0 ?6 K; }+ k; [  b6 x
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' Q3 [" r# U/ j& r, T算法流程:
- N0 `2 X6 L9 S! u7 O) P$ P0 VIP(X)
7 P3 T% Q  `, U1 z/ }     FOR i=1 to 16( L) ^6 o) _. o$ p3 _, j
            L(i)=R(i-1)  Y# d/ w7 }' b6 x  T  u8 |. @
            L(i)=R(i-1)⊕f(R(i-1),k(i))# k' w7 c. E) @/ \, o( o' d
     NEXT i3 i; J# |6 Q0 g( Q4 j
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
; f, I& }$ Z* j# P% P嘛,现在在信息安全课上有上密码学9 u# v9 e8 w5 b) \3 T- r
2 n$ f# |) m8 p- V+ ]( _
DES的话,是典型的分组密码算法# Q- Q( U) e1 _2 r# X
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
% \# G0 F' e) ~3 s, o* T1 D9 ?' e算法流程:0 [9 Y' k2 ~$ k+ w6 ^: m/ Z- Q
IP(X)- m5 _' ]$ D5 {
     FOR i=1 to 16% F  Q% M7 `: z; v% m2 w& j7 z
            L(i)=R(i-1)  u* V; C, _) N! y; C
            ...
+ F; O. _% H/ x0 H! z
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()
7 _. Y% c* a3 b  ^6 T7 h{
) _& v/ t, D5 a* X2 R+ x4 L        int s1[4][16]={1 b# |  |5 ^7 m0 I) a
                14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,
! c% z. l6 _! \) V/ |                0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,1 \. I8 E. B5 l; z5 o  i, b5 e! ]8 S
                4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,, Y! v: z2 o' i* x& v) ]
                15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13
6 s1 }* z4 A, o  G          };
! `- |0 S" ]! r- {% G8 @+ i; E. c8 z2 W
        int s2[4][16]={6 S( {  S6 G, W% {& ~
                15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,4 t6 L8 _# ]7 }( i5 U' N* K$ _
                3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,
9 i9 v5 {# ?& q: Y" l                0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,
0 c: y: |2 p7 L  h# g                13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9
3 b) n% h+ V. q6 ^2 g& r           };
+ C& S1 t) y7 {; O0 r" z+ ]& W; f% ~2 e" B( L* C* \
        int s3[4][16]={
. R. f" ^1 @+ \* v/ N% k7 x                10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,4 k4 x2 h! d0 q* n- o1 y
                13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,
. C; g  p6 u. X/ T                13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,- ^3 e6 e# f4 ~0 T; W) p
                1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12
- |9 F7 t7 G+ V           };% |; \7 |( i3 J' r5 f9 \

9 Z1 I; e5 H/ @1 e6 x6 f        int s4[4][16]={
8 o4 g; N; m" Z# W1 C+ c                7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,' S/ x1 V( H9 m$ x
                13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,( N! r% B) o+ ?! y( L. X9 q& _
                10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,
2 I4 n$ Y' y5 I; {) W0 D, b                3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14
. w, Y0 @' U4 p8 [3 [- p           };" K7 f9 A3 l: V* M- r! z: n

% C0 O1 _* f* I: g        int s5[4][16]={
6 U  L+ {, u  E3 u' ^                2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,, S9 d4 i1 ?; a
                14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,
5 e: n4 D$ r& |3 X  t5 L6 L4 s0 @                4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,
0 P1 F. O& O  h2 d7 K& C$ b                11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3& @, o1 R8 E8 H' G! n
           };
* }, f. `" l0 `+ ~4 T6 L; a, Q3 p3 Z/ V
        int s6[4][16]={
3 w5 K# A5 D" o- M( U; Q                12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,( g( n# C( z. X
                10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,$ ~  l" G0 N6 E" c* {/ B
                9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,' H+ ^1 ~- ~$ T, o3 V
                4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13
4 A1 F) J: G0 q0 T           };
' d& o! o) o1 g: ^* [
( O6 k& A% B- Q0 B# @        int s7[4][16]={
1 d7 k' ^8 v) C; H! w& N4 L$ M4 \, t                4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,5 B% p4 i- m9 c2 s+ t2 J
                13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,
: T! _! G' f% X+ Z8 W                1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,; O, S  f: Z$ \" g) o" f; ?/ T
                6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12( W( y' A' b4 W( |- D& o8 t
           };6 Y* m! w9 m0 o8 R" R
+ M  {, F1 x+ \$ ~8 s- R
        int s8[4][16]={
8 d) D8 U# H, y$ d! V0 @                13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,
3 H! Y# R; m+ O/ u1 p- x9 Z                1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,
5 q4 y: j  h5 \                7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,% ^2 ^: u; O/ X, c0 a6 \' g
                2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11, e# ?2 X2 M% i7 `8 U5 ]) F! H1 a
           };
+ Z' T0 D6 `. e  m: X. c}
* u9 V. l8 b+ ?( P- s/ G" z" j4 t9 ^7 g  i- c1 P! {, W
[ 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# L' L: a& E7 G: R5 L+ \

; e4 y$ d) I6 n; b& M$ c$ 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 2 }6 A2 p# h; p2 m% A7 b
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" O: ]4 }& X3 l/ Q" Z

9 Q; ^3 ~; G# r+ P' r8 ^MD5这样的单向杂凑多好...
+ d+ S! S; L0 p9 O$ Y! _5 K6 x) G8 p- x

! q1 i' X! R- F8 H0 w哈 各種演算法各有優缺點,$ A9 m4 {! T' h; t9 u
DES 演算法簡單,單純用XOR執行快速,
. }: i/ y2 I( l, m# k5 `+ D就是需要再建立PERMUTATION TABLE.: R! A% U9 D" ^

/ O! b# b) z; _3 bMD5 不可逆HASH演算,破解較困難,
3 Q% O! L, b9 L- e+ k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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