第18章網(wǎng)絡(luò)安全i—密碼學(xué)基礎(chǔ)-1-資料下載頁
2025-07-20 07:49本頁面
【正文】 。注意 S盒替換是非線性的 ，它比 DES的其它任何一步提供更好安全性。 DES算法 — F運算 (續(xù) ) 1 6 7 2 0 2 1 2 9 1 2 2 8 1 7 1 1 5 2 3 2 6 5 1 8 3 1 1 0 2 8 2 4 1 4 3 2 2 7 3 9 1 9 1 3 3 0 6 2 2 1 1 4 2 5(4) P 排列 ：將 S替換后的 32位結(jié)果按下表再排列。P排列的目的是增強算法的擴散特性。 DES的雪崩效應(yīng) ? 加密算法應(yīng)有的一個特性是明文或密鑰的一點小變動應(yīng)該使密文發(fā)生大變化，這稱雪崩效應(yīng)(avalanche effect)。 ? DES具有很強的雪崩效應(yīng)。 ? 例設(shè) 兩個明文塊只差 1位 ，一個 64位全 0，一個首位為 1 其余全為 0。 密鑰： 0000001 1001011 0100100 1100010 0011100 0011000 0011100 0110010 在僅 2次循環(huán)后兩個數(shù)據(jù)塊就有 21位不同 , 見表 (a)。 DES的雪崩效應(yīng) (續(xù) ) ( a ) 明文相差 1 位 ( b ) 密鑰相差 1 位循環(huán) 結(jié)果 不同比特數(shù) 循環(huán) 結(jié)果不同比特數(shù) 0 1 0 0 1 6 1 2 2 21 2 14 3 35 3 28 8 29 8 3416 34 16 35DES的雪崩效應(yīng) (續(xù) ) ? 假設(shè) 兩個密鑰有一位不同 密鑰 1： 1110010 1111011 1101111 0011000 0011101 0000100 0110001 1101110 密鑰 2： 0110010 1111011 1101111 0011000 0011101 0000100 0110001 1101110 明文： 01101000 10000101 00101110 01111010 00010011 01110110 11101011 10100100 從表 (b)看，雪崩效應(yīng)同樣在幾輪循環(huán)后就很明顯。 DES的強度 ? RSA在 1997年 1月 29日發(fā)起一個破譯 DES密鑰的競賽：獎金 1萬美元，要求在給定密文和部分明文的情況下找到密鑰，明文開始的 3個塊包含 24字符的短語“ the unknown message is：”。Rocke Verser 編了一個窮舉式程序，并通過Inter 分發(fā)，這個項目連接了 Inter上超過 7萬個系統(tǒng)。每個計算機自愿者加入時，項目組為此計算機分配部分密鑰空間做測試。項目1997年 2月 18日開始， 96天后找到正確密鑰，大約搜索了全部可能密鑰的 1/4。 ... DES的操作模式 ? DES算法實際上是提供數(shù)據(jù)安全的基本構(gòu)件。為了在各種應(yīng)用中使用 DES，定義了四種操作模式：電子密碼本 ECB(electronic codebook)，密碼塊鏈接 CBC(cipher block chaining)， 密碼反饋 CFB(cipher feedback)和輸出反饋OFB(output feedback)，后兩種用于流密碼。 ? 最常用的是 DESCBC。 DES的操作模式 — CBC + 時刻 1 P1 + 時刻 2 P2 C1 K K C2 + 時刻 N PN K CN ... CN1 IV 加密 DES 加密 DES 加密 DES 加密 DES的操作模式 — CBC(續(xù) ) ? 每個明文塊在加密前都與前一密文塊進行異或運算； ? 對每一塊使用相同的密鑰； ? 第一個明文塊與一個隨機選擇的初始向量 IV進行異或， IV可使用時間戳或隨機位串。發(fā)送方和接收方必須都知道 IV， IV應(yīng)和密鑰一樣保護。 ? 采用 DESCBC，在不同位置的相同明文塊將產(chǎn)生不同的密文塊。 ? DESCBC的解密是加密的逆過程。 DES的操作模式 — CBC(續(xù) ) K K K ... C1 C2 CN + + + P1 P2 PN IV CN1 解密 DES 解密 DES 解密 DES 解密 三重 DES (triple DES) ? 對 DES的批評是密鑰太短。 ? 1977年 Tuchman 提出用 2個密鑰三次執(zhí)行 DES：(1) 用密鑰 1加密； (2) 用密鑰 2解密； (3) 用密鑰 1加密。 稱為三重 DES。解密方法是 ...。 ? 目前還沒有針對三重 DES的實用密碼分析攻擊方法，三重 DES的窮舉式密鑰搜索的代價是2112，約 5 1033量級。
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