Міністерство освіти і науки України НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” Інститут телекомунікації, радіоелектроніки і електронної техніки Кафедра Телекомунікацій Лабораторна робота №3 з дисципліни : “Захист інформації” на тему: “ Дослідження впливу S-блоків на криптостійкість DES” Варіант №2 Виконав: студент групи ІМЗм - 1 Львів 2008 Мета роботи Ознайомитись з форматом S-блоків в DES, їх призначенням, способом застосування і впливом на криптостійкість алгоритму вцілому. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ S-блоки являють собою таблиці, приклад яких наведений в таблиці 1. Треба сказати, що існує 8 S-блоків - по одному на кожну 6-бітну послідовність. S-блок 1 S-блок 2 S-блок 3 S-блок 4 S-блок 5 S-блок 6 S-блок 7 S-блок 8 Таблиця 1. S-блоки. Кожний S-блок містить 4 рядки і 16 стовпчиків. Елементом S-блоку є 4-бітне число. Номер рядка і номер стовпчика в S-блоку вказує на число (4-бітна послідовність), яке необхідно підставити як результат. Вибір елемента S-блоку здійснюється наступним чином: Нехай 6-бітна послідовність записується так: б1,б2,б3,б4,б5,б6. Тоді біти б1 і б6 становлять собою двохбітну послідовність, яка є номером рядка S-блоку. Біти б2,б3,б4,б5 - 4-бітна комбінація, яка вказує на один з 16-ти стовпчиків S-блоку. На перетині рядка і стовпчика, на які вказує 6-бітна послідовність, в S-блоці стоїть 4-бітне число, яке і підставляється замість 6 біт. Описаний процес є “серцем” алгортму. Всі інші операції алгоритму є лінійними і тому легкими для аналізу. S-блок реалізує нелінійну операцію і тому вносить найбільший вклад в криптостійкість алгоритму. Результатом підстановок є 8 4-бітних послідовностей, які в сумі становлять 32-ох бітовий результуючий ланцюжок. S-блоки в DES. S-блоки є ключовим моментом алгоритму - за їх допомогою нелінійні операції шифрування даних, що дає можливість досягнути максимального перемішування тексту, ключа і вмісту S-блоків. Треба сказати, що поза багатьма спробами проаналізувати S-блоки на ефективність і надійність чи на можливість розміщення в них якоїсь западні, на даний час не існує методики синтезу і аналізу якості отриманих S-блоків. Але існують кілька критеріїв, згідно до яких проектуються S-блоки. 1. Жоден S-блок не є лінійною функцією від розміщення його елементів. Тобто, не можна показати лінійну залежність між вхідними і вихідними бітами. 2. Зміна одного біту на вході S-блоку повинна призводити до зміни хоча б 2-ох бітів на виході. Тобто, S-блоки проектуються таким чином, щоб забезпечити максимальний ступінь розпорошення. 3. S-блоки формуються таким чином, щоб мінімізувати різницю в кількості між ноликами і одиничками. Ці критерії, що запропоновані на початку впровадження DES актуальні і сьогодні і використовуються при створенні криптосистем з використанням DES. ХІД РОБОТИ 1. Ознайомитись з теоретичною частиною лабораторної роботи. 2. Запустити оболонку і запустити лабораторну роботу №3. 3. В покроковому режимі переглянути процес реалізації нелінійної функції за допомогою S-блоків. 4. В покроковому режимі переглянути принципи різнецевої атаки. 5. Змінити S-блоки. рЕЗУЛЬТАТИ ПРОВЕДЕННОГО ЕКСПЕРЕМЕНТУ Вхідні дані: Слово – DESproba; Ключ – Keystart; Таблиця роутінгу:
Таблиця формування робочих ключів:
Дано:
З допомогою S – блоку,
Аналізуються 0,1,2,3,4.5,6 і відповідно 7 шістка бітів. вИСНОВОК На цій лабораторній роботі, я ознайомився з форматом S-блоків в DES, їх призначенням, способом застосування і впливом на криптостійкість алгоритму вцілому. А також S-блоки є ключовим моментом алгоритму - за їх допомогою нелінійні операції шифрування даних, що дає можливість досягнути максимального перемішування тексту, ключа і вмісту S-блоків.