第18章網(wǎng)絡(luò)安全i—密碼學(xué)基礎(chǔ)-1(參考版)
2024-07-31 07:49本頁(yè)面
【正文】 。解密方法是 ...。 ? 1977年 Tuchman 提出用 2個(gè)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。 ? DESCBC的解密是加密的逆過(guò)程。發(fā)送方和接收方必須都知道 IV， IV應(yīng)和密鑰一樣保護(hù)。 ? 最常用的是 DESCBC。 ... DES的操作模式 ? DES算法實(shí)際上是提供數(shù)據(jù)安全的基本構(gòu)件。每個(gè)計(jì)算機(jī)自愿者加入時(shí)，項(xiàng)目組為此計(jì)算機(jī)分配部分密鑰空間做測(cè)試。 DES的強(qiáng)度 ? RSA在 1997年 1月 29日發(fā)起一個(gè)破譯 DES密鑰的競(jìng)賽：獎(jiǎng)金 1萬(wàn)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(kāi)始的 3個(gè)塊包含 24字符的短語(yǔ)“ the unknown message is：”。 密鑰： 0000001 1001011 0100100 1100010 0011100 0011000 0011100 0110010 在僅 2次循環(huán)后兩個(gè)數(shù)據(jù)塊就有 21位不同 , 見(jiàn)表 (a)。 ? DES具有很強(qiáng)的雪崩效應(yīng)。P排列的目的是增強(qiáng)算法的擴(kuò)散特性。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。在 Si 表 的 第 r 行、第 c 列 查出一個(gè) 數(shù) B， 0≤ B≤ 15，可用 4個(gè)二進(jìn)制數(shù)表示為 B= b1 b2 b3 b4，它就是替換 Si 的 輸出 。 DES算法 — F運(yùn)算 (續(xù) ) (3) S盒替換 ：將第 2 步的 48 位結(jié)果分成 8 組，每組 6位 分別按表 S1， S2， … ， S8 替換為 4位 。但從密碼學(xué)看由于輸入的一位將影響兩個(gè)替換位，輸出對(duì)輸入依賴(lài)性將傳播更快，這叫 雪崩效應(yīng) 。 Ri1的第 1位排到第 2位和第 48位，第 4位排到第 5和 7位等，所以稱(chēng)擴(kuò)展排列。 4. 將 Li1和 F 運(yùn)算的結(jié)果進(jìn)行 異或 后作為 Ri，原Ri1作 Li。 3. 密鑰的壓縮排列 PC2：利用 PC2 表從 56位的 Ci Di 構(gòu)造 48位的符號(hào)串，作為迭代的子密鑰 Ki。 ? 一次迭代過(guò)程如下圖所示： DES算法 — 迭代 (續(xù) ) L i1 R i1 C i1 D i1 擴(kuò)展排列 E + 循環(huán)左移 循環(huán)左移 P排列 + R i L i C i D i S替換 壓縮排列 PC2 K i 48位 F 32位 28位 DES算法 — 迭代 (續(xù) ) 1. 關(guān)于 F 中的運(yùn)算下面介紹。 DES算法 — 初始排列 IP表 58 50 42 34 26 18 10 2 60 52 44 36 28 20 12 4 62 54 46 38 30 22 14 6 64 56 48 40 32 24 16 8 57 49 41 33 25 17 9 1 59 51 43 35 27 19 1 1 3 61 53 45 37 29 21 13 5 63 55 47 39 31 23 15 7DES算法 — 迭代 迭代 ? 第 (i1) 次迭代產(chǎn)生 64位中間結(jié)果，記為 LiRi，其中 Li、 Ri 分別是其左、右各 32位。 (5) 對(duì)交換后的 64位結(jié)果再做一次排列，它是 初始排列的逆，即 IP1，第 1位換為第 58位，第 2位換為第 50位等，按 IP1表進(jìn)行，就得到密文。 (3) 明文初始排列后與密鑰經(jīng) PC1排列后的結(jié)果進(jìn)行 16次迭代 ， DES算法 (續(xù) ) 密鑰迭代結(jié)果分別為 48位的 Ki， i=1, …, 16 ，稱(chēng)為 子密鑰 。 (2) 對(duì) 56位密鑰進(jìn)行 PC1 排列 。 1997年 NIST公開(kāi)征集新算法來(lái)取代 DES。 ? DES實(shí)際上很成功，它在工商業(yè)界廣泛采用，特別是金融領(lǐng)域。 ? DES是塊密碼算法 ，數(shù)據(jù)被分成 64位的塊進(jìn)行加密， 密鑰 56位 。這容易證明。即第一輪使用 Kn，第二輪使用 Kn1， … ，最后一輪使用 K1。 解密規(guī)則： ? 以密文作為算法輸入。DES的功能原理就不容易分析。 ? 便于分析 ：雖然希望算法難以破譯，但使算法容易分析卻有好處。 Feistel密碼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn) (續(xù) ) ? 輪函數(shù) F： F越復(fù)雜則抗擊密碼分析能力越強(qiáng)。 ? 循環(huán)次數(shù) ：一次循環(huán)不夠安全，多次循環(huán)可增加安全性， 典型的循環(huán)次數(shù)是 16。 ? 密鑰長(zhǎng)度 ：密鑰越長(zhǎng)安全性越高，但加密 /解密速度越慢。 ? 當(dāng)前用的幾乎所有對(duì)稱(chēng)加密算法都基于此結(jié)構(gòu)！ Feistel密碼結(jié)構(gòu) 明文 (2w比特 ) + F L0 w 比特 w 比特 R0 K1 L1 R1 第 1 輪 ... ... Feistel密碼結(jié)構(gòu) (續(xù) )
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