Общее описание DES.

Американский стандарт шифрования данных (Data Encryption Standard – DES) был принят в 1977 году. Он представляет из себя блочный симметричный алгоритм, работающий со строками длиной в 64 бита, построенный с использованием схемы шифровании Фейстеля и обрабатывающий блоки за 16 раундов. При этом используется ключ длиной в 64 бита, где 8 битов отводится для контроля четности и, таким образом, реально применяемый ключ имеет длину в 56 бит. Общая схема работы алгоритма DES выглядит так.

Входом в блочный шифр и результатом его работы является блок длины n — последовательность, состоящая из n бит. Число n постоянно. При необходимости шифрования сообщения длиной, большей n, оно разбивается на блоки, каждый из которых шифруется отдельно. Различные режимы работы связаны с дополнительными усложнениями блочного шифра при переходах от блока к блоку. В стандарте DES длина блока n = 64.

В режиме ECB шифрование блока открытого текста В производится за 16 однотипных итераций, именуемых циклами (раундами). Схема преобразования приведена на рис. 1.1. Блок рассматривается как конкатенация (сцепление) двух подблоков равной длины: B = (L, R). На каждом цикле применяется свой ключ (X_i), обычно вырабатываемый из некоторого основного ключа (X). Ключи, используемые в циклах, называются подключами.

Основным элементом шифра является несекретная цикловая функция вида Y = f(R, X). Входом в цикл является выход из предыдущего цикла. Если упомянутыйвход имеет вид (L, R), то выход имеет вид (R, L Å f(R, X)), где Å — поразрядное сложение помодулю 2. Например, длявыхода циклас номером i это означает: R_i = L_i-1 Å f(R_i-1, X_i), L_i = R_i-1 (i = 1, …, 16).

В режиме ЕСВ алгоритм DES зашифровывает 64-битовый блок за 16 циклов. Биты входного блока перед первым циклом переставляются в соответствии с табл. 1.1 в ходе так называемой начальной перестановки (IP — initial permutation). После выхода из последнего цикла L и Rпереставляются местами, после чего соединяются в блок. Биты полученного блока снова переставляются в соответствии с перестановкой IP^-1, обратной начальной. Результат принимается в качестве блока шифртекста.

Рис. 1.1 Блок-схема работы алгоритма DES

Таблица 1.1. Начальная перестановка IP