Chirơng MỘT SỐ PHưONG PHẤP THAM mã liệ u DES 5.1 THÁM MÃ VI SAI ĐỐI VỚI DES VÀ CÁC HỆ MÃ KHỐI LẶP GIỐNG OES 5.1.1 Mô tẳmã M ột mô tả đầy đủ D E S đước nêu Công báo v ề ch u ẩn xử lý th ông tin Láên bang sô' 46 n g y 15 th n g 01 năm 1977 D E S mã hoá m ột dịng bit rõ X có độ d i 64 với khố K dịng 56bit, đưa m ã y m ột dăy bit có độ dài 64 DES -Ịr- Hình 5.1 Mơ tả DES = 64;|y| = 64;|k| = 56; Tiìuật tốn mã/dịch DES gồm phần: A: T h u â t to n m ã/dỉch B: Lược đồ x â y dự ng hàm f(Rị, kị) C: Lược đồ tạo khóa {kj i = 1,16 B ản rõ R ch ia th n h bỉock,m ỗi bỉock gồm 4b ỉt (8bjrte) m ta k í h iệu X cũ n g gọi rõ X 154 Nhập mơn Phân tích thơng tin có bào mật A Thuật tốn mã hố gồm giai đoạn C h o b ả n rõ X, ta tín h Xo q u a v iệ c h o n v ị b it c ủ a X th e o h o n v ị đ ầ u IP X o=IP(x) = LoRo L q ỉà 32bit đầu tiê n Xq Ro 32bit lạ i IP hoán vỊ đầu cố định IP 58 50 42 34 26 18 10 60 52 44 36 28 20 12 62 54 46 38 30 22 14 64 56 48 40 32 24 16 57 49 41 33 25 17 59 51 43 35 27 19 11 61 53 45 37 29 21 13 63 55 47 39 31 23 15 Lặp 16 vịng Hình 5.2 Một vịng DES 155 Chương 5: M ột số phương pháp thám mã liệu D E S i-l R i= L i_ ,© f ( R i_ „ k i) D ấu "©" th ể h iệ n phép tốn “hoặc loại trừ” h dãy bit, f m ột hàm m c h ú n g ta để cập đến sau , kj nhữ ng dãy d i 48 b it tạo từ khoá k bỏi th u ậ t toán riêng B ản m ã y tín h bỏi hốn vỊ IP ’ cùa RieLie, ý đảo ngược vỊ trí củ a Lie Rig if ’ // 40 48 16 56 24 64 32 39 47 15 55 23 63 31 38 46 14 54 22 62 30 37 13 53 21 61 29 36 35 45 44 52 20 60 43 12 11 51 19 59 28 27 34 42 10 50 41 49 18 17 58 57 33 26 25 Hình 5.3 B • Hàm f(A,J) Đ ầu vào h m f đối s ố A, m ột dây 32bit, đối sô' th ứ h a i J gồm 48bit, v đầu f m ột dãy 32bit Các bưốc sa u thực hiện: Mỏ rộn g A từ 32bit th n h 48bit: Đ ôl rộng th àn h b it nh ị tốn tử E số A mỏ 156 Nhập mơn Phân tích thơng tin có hào mật T ính B = E ( A ) J : K ết B tách th àn h khối, m ỗi B khối gồm 6b it liê n tiếp từ B 1B2 BX cụ th ể — Sử d ụ n g hộp S: S |,S 2, ,S8 M ỗi hộp Sị m ột m ả n g h a i chiều 4x16, m ỗi dòng chứa giá trị từ đến 15 T a có đầu vào Bj dãy 6bit Bj = bibababíbgbg H b it bịbe xác định biểu diễn nhị phân củ a r sơ' dịng củ a Sj (0 < r < 3) 4bit b2b3b4bs xác định b iểu diễn n h ị p h ân c ù a c ch ỉ s ố cột củ a Sj (0 < c < 15) S au Sj(Bj) sơ' n ằm ỏ tọ a độ (r,c) gồm 4bit T heo cách này, ta k ý h iệu Cj = Sj(Bj), (1 ^ ^ 8) Dòng bit c = C,C2C3C4C5C6C7C8 với độ dài 32bit đổi chỗ th eo h o n v ị p K ết dăy P(C) ch ín h f(A,J) Cụ th ể f(A,J) = P(C) Hàm f thể hình 5.4 dưối đây: Chương 5: M ột sổ phương pháp thảm mã dừ liệ u D E S 157 Nhập môn Phăn tich thông tin có bảo mật 158 hộp s hốn vị P: Si 14 13 15 11 10 12 15 14 13 10 12 11 14 13 11 16 12 10 15 12 11 14 10 13 13 12 10 15 14 11 S2 15 14 12 10 11 13 14 11 10 15 10 15 11 12 13 13 12 14 S3 10 14 15 13 12 11 13 10 14 12 11 15 13 15 11 12 10 14 10 13 15 14 11 12 S4 13 14 10 11 12 15 13 11 15 12 10 14 10 12 11 13 15 14 15 10 13 11 12 14 15 13 14 15 10 Ss 12 10 11 14 11 12 13 11 10 13 15 12 14 11 12 14 13 15 10 159 Chương 5: M ột sổ phương pháp thám mà dừ liệ u D E S Se 12 10 15 13 14 11 10 15 12 13 14 11 14 15 12 10 13 11 12 15 10 11 14 13 S7 11 14 15 13 12 10 13 11 10 14 12 15 11 13 12 14 10 15 11 13 10 15 14 12 Se 13 15 11 10 14 12 15 13 10 12 11 14 11 12 14 10 13 15 14 10 13 15 12 11 H oán vị P: 16 20 21 29 12 28 17 15 23 26 18 31 10 24 14 32 27 19 13 30 22 11 25 c - Lược đồ tạo hệ thỂmg ktìố Khố K m ột dãy 64bit bit th ứ 8, 16, 24, 32,40, 48, 56, 64 bit k iểm tra Các b it kiểm tra n ày 160 Nhập mơn Phân tích thông tin cô bảo bỏ qu a qu trìn h tạo khố, ta cịn lại 56bit đầu vào Cho b it hốn vị theo bảng PC-1 ta tìm CqD q với Co 28bit đầu tiê n PC -1, Do 28bit lại P C -l(K ) = CoDo Với i = ^ 16 ta tính: Q = L S ì(C m ) Di = LS ì(D m ) LSị th ể h iện p h ép dịch trái quay vòng m ột hai bit, phụ thuộc vào g iá trị i, dịch bit n ếu i = 1, 2, 9, 16 dịch h b it vổi g iá trị cịn lạ i i Kj tính theo CịDị qua bảng h oán vỊ P C -2 Ki = PC-2(CiDi) PC-2 PC-1 57 49 41 33 25 17 14 17 11 24 58 50 42 34 26 18 28 15 21 10 10 59 51 43 35 27 23 19 12 26 98 19 11 60 52 44 36 16 27 20 13 63 55 47 39 31 23 15 41 52 31 37 47 55 62 54 46 38 22 S3 51 48 61 40 46 30 33 14 45 30 37 13 28 20 12 49 39 56 34 21 44 53 46 42 50 36 29 32 29 Từ P C -1 ch u y ển s a n g P C -2 bỏ sơ" (8 vị trí): 54, 57,58, 59, 60, 61, 62, 63 Chương 5: M ột số phương pháp thám mã liệ u D E S 161 Co: 28bit đầu; Do: 28bit cuối; i = , 16 thi La dịch trải vịng Ibit (bit) Hình 5.5 Lược đồ tạo hệ thơng khóa é N h ta có m ột th u ậ t to n h o n ch ỉn h v ề m ã hoá liệ u theo tiê u ch u ẩn D E S 162 Nhập môn Phân tích thơng tin có bào mật Hừih 5.6 Sơ đồ thuật tốn mã hóa DES I 'O Ễ co ỒH tio q «‘ - ■*- o oo to o o - z z UI o o m < ỉ t o ▼ — 09 -r— CD ?ĩ o (*ì n « iẹm ?5 V § ÍM 1“ ỉ o eo o < cn CD fN o «A o r«~ o o o CN o o CM o o o o o co Í8 c4 o rv o ? U) o « < o »- cn «0 »- o « q> ÍQ ri n r» o oo s ?> i ÍCQ N Ĩ N CD m to >- ÍNÍ rg co ựì ưì r- tn ư> ư) ư) s »n tn - »n - > r- if> ư) o - tr> «n »n ư> - m m "T - o o 1/) Uỡ ô*ã o - C M cx ằ- - ỡ i/> (0 to tn tn »o Q - lO o - o u? tn *9 T U r“ -á - o fM