Міністерство освіти і науки України НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” Інститут телекомунікації, радіоелектроніки і електронної техніки Кафедра Телекомунікацій Лабораторна робота №1 з дисципліни : “Захист інформації” на тему: “ Структура алгоритму DES” Варіант №2 Львів 2008 Мета роботи Ознайомитись з головними термінами криптографії, структурою алгоритму DES і властивостями та призначенням головних складових DES. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ 1.1. Опис алгоритму DES DES є блоковим шифром - дані шифруються блоками по 64 біти - 64 бітний блок явного тексту є на одному кінці алгоритму, а 64-бітний блок шифрограми отримується на другому кінці алгоритму. Крім того, як під час шифрування, так і під час дешифрування використовується один і той самий алгоритм (за винятком дещо іншого шляху утворення робочих ключів). Ключ має довжину 56 біт (як правило, в джерельному вигляді ключ має довжину 64 біти, де кожний 8-й біт є бітом паритету, крім того, ці контрольні біти можуть бути винесені в останній байт ключа). Ключем може бути довільна 64-бітна комбінація, яка може бути змінена в любий момент часу. Частина цих комбінацій вважається слабкими ключами, оскільки може бути легко визначена. Безпечність алгоритму базується на безпечності ключа. На найнижчому рівні алгоритм є ніщо інше, ніж поєднання двох підставних технік шифрування: перемішування і підстановки. Цикл алгоритму, з яких і складається DES є комбінацією цих технік, коли в якості об”єктів перемішування виступають біти тексту, ключа і блоків підстановок. В DES використовується 16 циклів , вихідними даними для кожного з них 64 є біти текту явного (у першому циклі) чи 64 біти шифрограми (у всіх наступних), ключ і блоки підстановок. Алгоритм використовує лише стандартні елементарні логічні операції (зсув, сума по модулю два) на числах довжиною 64 біти, що значно полегшує програмування алгоритму і прискорює його роботу. Циклічний характер алгоритму в сумі з ідеальною здатністю до запрограмовування робить алгоритм швидким і легким до розуміння. 1.2. Компоненти алгоритму DES 1. Текст явний. Це 64-бітні блоки явного тексту (чи будь якої іншої цифрової інформації), який необхідно піддати процедурі шифрування. 2.Початковий вектор перестановок. Це послідовність чисел, згідно з якою перед початком шифрування біти явного тексту переставляються місцями з метою підготування останнього до процедури шифрування. 3. 56-бітний ключ, званий головним ключем, біти якого в різних комбінаціях використовуються алгоритмом для сумування по модулю два з бітами тексту явного (шифрограми). 4.16 робочих 48-бітних ключів, утворених з головного ключа, які сумуються по модулю два в кожному циклі з бітами тексту явного (шифрограми) і використовуються лише один раз. 5. Таблиця перестановки з розширенням, яка з 32-бітної половини тексту явного (шифрограми) дозволяє отримати 48-бітну послідовність. 6. S-блоки - набори 4-бітних послідовностей, які певним чином використовуються для заміни 6-бітних послідовностей 4-бітними з метою отримання 32-бітної послідовності з 48- бітної. 7. P-блок - вектор перестановок, аналогічний за призначенням і принципом дії вектору початкових перестановок, з тою різницею, що працює на 32-ох бітах. 8. Вектор кінцевої перестановки - аналог вектора початкової перестановки. 9. Вектор перестановок головного ключа. 10. Таблиця ротації головного ключа. 11.Таблиця компресії головного ключа. ХІД РОБОТИ 1 .Запуск оболонки. 2. Повний прохід алгоритму (шифрування і дешифрування повідомлення). 3. За допомогою програмної оболонки змінити ключ і порівняти результати шифрування. 4. За допомогою програмної оболонки попробувати змінювати вектори перестановок і зафіксувати результати. 5. Зашифрувати одним ключем і попробувати розшифрувати іншими, з яких три повинні бути дуже подібними до ключа шифрування. 6. Зробити висновки про ефективність шифрування даних за допомогою DES. рЕЗУЛЬТАТИ ПРОВЕДЕННОГО ЕКСПЕРЕМЕНТУ Експеримент №1. Джерело – DESproba Ключ – Keystart
Експеримент №2. Джерело – DESproba Ключ – TORENT1
Експеримент №3. Джерело – DESproba Ключ – TORENT2
вИСНОВОК На цій лабораторній роботі, я ознайомився з головними термінами криптографії, структурою алгоритму DES і властивостями та призначенням головних складових DES.