Thuyết Trình Chuẩn Mã Hóa Dữ Liệu Des (Data Encryption Standard

Giới thiệu• Mã hóa theo khối block cipher • Ý tưởng: mã hóa tích product cipher – Key: 56 bit – Block: 64 bit • Được IBM phát triển từ phương pháp Lucifer • Chính thức công bố năm 1975 •

Chuẩn mã hóa dữ liệu DES

(Data Encryption Standard)

Giới thiệu

• Mã hóa theo khối (block cipher)

• Ý tưởng: mã hóa tích (product cipher)

– Key: 56 bit

– Block: 64 bit

• Được IBM phát triển từ phương pháp Lucifer

• Chính thức công bố năm 1975

• Được chọn là Chuẩn xử lý thông tin liên bang (Federal Information Processing Standard - FIPS)

năm 1976

• Giải thuật mã hóa và giải mã được công bố

• Cơ sở Toán học và mật mã của việc thiết kế DES: thông tin bí mật

Mô tả thuật toán

Mô tả thuật toán

Từ L0 và R0 sẽ lặp 16 vòng

tại mỗi vòng tính:

L i = R i-1

R i = L i-1  f(R i-1 ,K i )

Với i =1,2,3,….16.

Với:

: là phép XOR của 2 xâu bit

f: hàm mà ta sẽ mô tả.

K i là các xâu có độ dài 48 bit

đc tính như là các hàm của

khóa K.

K 1 đến K 16 lập nên một lịch

khóa.

Quy trình mã hóa của DES

IP: Initial Permutation

FP: Final Permutation

FP = IP -1

Ghi chú:

FP và IP không có ý nghĩa về

mặt mã hóa, chi có tác dụng để

nạp dữ liệu vào và ra các khối dữ

liệu (theo cơ chế phần cứng giữa

thập niên 1970!!!)

Hàm F trong DES

1.Mở rộng(E)

2.Trộn khóa(XOR)

3.Thay thế(S)

4.Hóa vị(P)

Key Schedule

Thao tác xoay vòng bit

<<<: Xoay vòng sang trái

>>>: Xoay vòng sang phải

Với subkey thứ 1, 2, 9, 16: xoay

vòng 1 vị trí

Với subkey còn lại: xoay vòng 2 vị

trí

Nhận xét ưu nhược điểm

Ưu điểm:

* Có tính bảo mật cao

* Công khai, dễ hiểu

* Có thể triển khai trên các thiết bị điện tử có kích thước nhỏ

Nhận xét ưu nhược điểm

• Nhược điểm

• Tính bù: nếu ta biết được mã y được mã hóa từ thông tin x với khóa

k thì suy ra được bản mã 𝑦̅ được mã hóa từ bản rõ 𝑥̅ với khóa 𝑘̅

Tính chất này là một điểm yếu của DES vì qua đó có thể loại bỏ đi một số khóa phải thử khi tiến hành giải mã theo kiểu vét cạn

• Khóa yếu: Khóa yếu là các khóa mà theo thuật toán sinh khóa con thì tất cả 16 khóa con đều như nhau, điều đó khiến cho việc mã hóa

và giải mã đối với khóa yếu là giống nhau

• Không gian khóa K là không lớn, có 256=1017 khóa, hoàn toàn có thể tìm khóa bằng phương pháp vét cạn trong thời gian chưa đến 1 ngày, nhất là với tốc độ máy tính ngày càng nhanh như hiện nay

Nhận xét ưu nhược điểm

• Nhược điểm

• Tính bù: nếu ta biết được mã y được mã hóa từ thông tin x với khóa

k thì suy ra được bản mã 𝑦̅ được mã hóa từ bản rõ 𝑥̅ với khóa 𝑘̅

Tính chất này là một điểm yếu của DES vì qua đó có thể loại bỏ đi một số khóa phải thử khi tiến hành giải mã theo kiểu vét cạn

• Khóa yếu: Khóa yếu là các khóa mà theo thuật toán sinh khóa con thì tất cả 16 khóa con đều như nhau, điều đó khiến cho việc mã hóa

và giải mã đối với khóa yếu là giống nhau

• Không gian khóa K là không lớn, có 256=1017 khóa, hoàn toàn có thể tìm khóa bằng phương pháp vét cạn trong thời gian chưa đến 1 ngày, nhất là với tốc độ máy tính ngày càng nhanh như hiện nay

Thank You!