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
Виконав: студент групи ІМЗм - 1
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.