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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. Z3 x( E- c# w2 |; L2 j( t
前言:+ _2 [6 }7 t2 A' z
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,: b! F1 L& x. [$ E' \4 S
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,7 F2 E& ?# V  j; |
看了下不就是鼎鼎大名的密碼演算法之一的DES,) a6 Z5 N* P6 F$ u
想不到電機的也要懂DES,那讀資工、資管的情何以堪,
: g/ L8 ]; e  e: q: y% [DES原本是有想看下,但是個人不常用,所以就一直擱著,
8 |6 n3 J4 `; ^% Z% J6 j* y我就跟我弟說 我對DES沒什麼研究,但給我30分~1小時,
) |! R+ Z; p7 l. c/ W我給你答案。' P: K& r5 g2 F- ^7 ^! H& ]* ^  O. ]/ P/ z' M
9 k) K. K0 g( c$ s
開始看了下,感覺密密麻麻的亂碼,但是hack玩習慣了,( J& D. J9 e# V! S, y
這些都是小事,花了些時間看了下原理,感覺上還是蠻easy的。: v% j7 {# q6 ~# O
0 S* Q* G: J4 l! a
本文:
/ K8 W) f3 A1 ?. V2 ~  V% }DES屬於近代密碼系統,
' w2 k4 V- Y7 N設計原理為Shannon所提出的加密系統(Product Cipher)
0 B& y  J. z9 Q" y1 sDES主要分三部分:; D6 c' t! m3 F
1.回合金鑰 Key(do 16 times)$ i- X, @- y/ K! K# Z9 d
2.加密(do 16 times)# e* Z& F* N# v" W
3.解密(do 16 times)" V3 I+ L* R) X

8 S+ p8 U8 y6 I! R# |. Y6 K, S回合金鑰產生:
) L+ n( {+ j+ w; p0 n! s(1.)每7bit加入 odd parity check,
2 Z' M7 Z5 s: X/ v把56 bit的key擴展到64bit。
6 x% j3 _; A" {(2.)將64 bit的key依照KP(Key Permutation)重新分配,0 _4 z( G' X# f3 Q6 F6 Q
重新分配後減縮為原本的56bit,切割56bit各半為28bit6 v- C$ d- ]  p3 |5 b
(Kl & Kr = 28bit)。9 A  F: F2 U6 O0 ?
(3.)分別對Kl 和 Kr做 左循環位移(LS)。
+ D& O! m& o) S(4.)將移位後之Kl和Kr依照2 ^  d5 L$ Z; j" {
CP(Compression Permutation)重新分配,
2 U. s4 y. @% s6 H# V3 m即產生key1。
  J7 W$ H& Q5 J7 T' @* e(5.)重複step 3. 和 step 4.直到16組key都產生即可( w1 s: ~/ v  h+ n+ L
(key1、key2、key3...key16)。
! f& L3 H6 R+ t& t# B* a
7 c" \- C1 d* a6 _, d, N  a# QPermutation table ex:/ _! z6 r7 x! ~7 y/ j

; V" F8 \, b! u9 S: B/ M/ iPermutation operation ex:5 y+ r4 Z3 P! l* d
% A. ?3 F$ i0 F4 L8 q$ O6 N
. f" e( s, b. i
結語:
: I! m. M. w* p5 Q/ a* N2 E盡量寫的簡單扼要,重要的步驟大概都列出來了,
# n1 A4 O, `9 q9 V關於實例要寫一大堆code table,有興趣的再提出& C/ U' z9 ]7 s4 q: ~+ |

% R9 I: x1 r' z) J/ F0 i. nKrizal Chen . Y7 `0 p8 F" u
2009 04 16 Thur

  n+ ^/ v3 k1 v  ]% i4 _3 R8 Z3 q" {! b' y" n6 t4 }% R2 A
! U. o. T8 B6 X% I9 a8 l" G! {- K
原帖:
# c8 ~5 F( {. I0 Lhttp://tw.myblog.yahoo.com/dsght-krizal/article?mid=2000&prev=-1&next=1999
( A6 _2 {5 @1 @http://dsght-master-krizal.spaces.live.com/default.aspx1 q. U$ I! ~' L) e3 {9 R

" V# L5 U/ e* B8 c: G% E1 s/ }- m3 I# P$ ?[ 本帖最后由 krizal 于 2009-4-16 12:26 编辑 ]

评分

1

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该用户从未签到

 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,
0 |+ C: g- W: m! P% D' t4 ~$ b+ A讓想多學點東西的人看,* u! W8 L- G0 j4 K( d, s
對實例產生有興趣的,自行跟我連絡。- k1 W% R% p" M$ K8 _3 A
' R' m! H" \0 q6 z& \
而關於lz77 和 lz78 family的加密,
! ^5 l% F5 _. W2 Q2 [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,. M6 x+ ^+ {) F0 e* c
如果不需要這種帖,( P) M1 _; Y; R. V2 v
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7 v9 p- _- N/ ~
5 I% X4 Y8 U! j& Q+ g
DES的话,是典型的分组密码算法8 V% P4 C3 H. v
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5 K  u& V5 I" z4 s
算法流程:8 ]/ T- k' ^% y- N- h8 g
IP(X)
+ D7 S: l& B8 x. h     FOR i=1 to 16( |0 Q9 o1 i: W0 L0 M: {+ R
            L(i)=R(i-1)& P5 K/ ^/ v& d7 F; e/ S
            L(i)=R(i-1)⊕f(R(i-1),k(i))4 _' R( B* I% M% D* E7 a6 M
     NEXT i
* ~( r( `* \8 y. ^+ y) ~0 zIP^-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
  [7 j5 _) j- v7 N' x+ h$ U$ K7 z) f/ s嘛,现在在信息安全课上有上密码学' ^$ d+ u, V9 t+ m# v
. d6 B, y1 e$ J! O, b
DES的话,是典型的分组密码算法
* ~% l" I: x; I% i- u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
$ r: E" m) K, `# S) K3 ^2 l算法流程:1 e! `+ l: Z# ~! l# B" m
IP(X)/ x3 x, L$ U8 ]" Z7 J
     FOR i=1 to 16
' s+ X6 U3 u4 d1 \; o0 ~            L(i)=R(i-1)
9 v5 \; H9 A4 p  @& ^6 s! s            ...
& B, w! P* A7 V' c! H$ f
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()
' y5 w; Q$ [- ^7 @* h3 V) \  w) G{
( q, ]& U5 G7 `! D; R% a1 E, G" X        int s1[4][16]={
( D" G& J  K% z) \+ y                14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,, C  ^- Y, @* q/ V, P
                0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,$ M& I/ l% ]2 K  r* ^6 o( k9 T3 W
                4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,5 Z! F  S3 ~5 H3 m& h# d, K7 y
                15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13/ p, s) O& \2 H: Q1 k
          };2 t: X, N  |; ~( t

( d$ u* e1 b% v        int s2[4][16]={4 Z8 g0 T) `: a/ |4 K; U
                15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,3 s! u% r$ c7 F% ^
                3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,- h5 S/ ^( i1 N
                0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,( e" z& P* S# V4 m" Z6 `9 ]' K
                13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9
. T- ?; r3 ]5 k1 A/ G! e3 A           };
9 ^, B. U4 M2 q' C  V3 W' f$ C7 y1 d1 u* n) e+ b) h9 w: y
        int s3[4][16]={
! ?* h9 i  w3 R, {% j# X  s+ E0 u1 W                10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,
2 H6 m3 f% ~# P9 g% {                13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,$ [! T" l  k/ Q6 a$ R& Y3 n4 C
                13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,
& E$ {+ v( K4 B! m# s2 ?. j                1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12/ K3 W$ U" _# g4 r5 |& X
           };
, i7 k- _; Q4 ]/ t0 t; G
4 x% `" t+ P/ w        int s4[4][16]={5 f4 x6 k; O' o+ w) ^
                7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,4 T8 v; I* g# k: P
                13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,
& V( |, Z- z6 h                10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,
8 H! Y1 Y2 Z& S5 v4 N                3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14! n. b( c+ X% N' P4 B
           };4 P# S& R$ I7 z7 T. u- Z7 P

* P9 V( Z: X$ Z        int s5[4][16]={( Y* I; W6 o1 S4 P; }" P, J
                2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,
% v) `; [: D5 Q% V                14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,
' [4 o: g; g9 \- }* Y2 ]  }                4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,6 a$ d; G( ^" a; S2 c
                11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3
" U+ ?7 G  g0 M# J2 }3 E* Z  l# \/ G           };
  ]7 L/ w2 T9 x$ o* f
: G' o: o2 T7 ~        int s6[4][16]={. w9 P8 H- M. N1 X( z+ P! v) i
                12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,
$ M2 B) u9 r% r. z0 H* s                10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,9 D9 h2 b. n0 M
                9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,4 z( v6 f, Y7 \& |7 `1 s9 I
                4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13
, m1 X) A) `5 p% u6 z8 Q: ~1 j           };
+ I8 c5 q# V  w4 y
8 ]; [7 i" \/ u' I% A        int s7[4][16]={
7 W8 b& O6 {( `. ~( o+ ~9 U                4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,
. _6 t7 l/ C4 O# v/ k4 s2 \                13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,
* j! y5 G$ Y& y2 e! ]# a6 w1 W                1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,; z& R* h* {8 _
                6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12
) E6 [, E$ }5 Q: B& P; b& r           };. `  }( e! K$ `2 |

' T) T, o: l! o# R, q; |% N        int s8[4][16]={
% a, [1 J* S; [* f1 J                13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,
4 @4 D- k0 p( [6 p- ]- c                1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,
! x- T  z8 [! M% A. e                7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,7 U8 b  C' v# A
                2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11
0 j: T4 O& ]# d           };( V1 E0 O3 |& ]2 [2 U, I) Y
}
: k! T7 v) T  ?; f+ v' E
* \* @5 b6 J* I, h$ u5 o# H, [[ 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8 ^1 B; r! T7 W, u
! O: B! v, L! |* W9 d- Y0 v
MD5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 3 c" x. V5 P- J: y0 w6 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) H" C9 u! K/ Q$ d% }

2 n! I* Y0 U1 w! A' MMD5这样的单向杂凑多好...
2 M1 P. o+ k1 ]- W8 |
  j; O7 H1 R  r% J# @: O
哈 各種演算法各有優缺點,% C" @# \. t% Z5 n6 A- K
DES 演算法簡單,單純用XOR執行快速,
: C7 L8 L, i- z0 S9 J$ x& Y8 d就是需要再建立PERMUTATION TABLE.
  r5 [) E" r5 p- f+ l+ ~
; f, a6 ?9 k1 M$ pMD5 不可逆HASH演算,破解較困難,$ O3 B. R6 l: T' e
但是只能單向驗證。

签到天数: 2112 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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