DES

ვიკიპედიიდან

DES სრული სახელი DES (Data Encryption Standard) გამოშვების თარიღი 1975 (1977 როგორც სტანდარტი) გამომცემელი IBM წინამორბედი Lucifer განშტოებები Triple DES, G-DES, DES-X, LOKI89, ICE ბლოკის ზომა 64 bits გასაღების სიგრძე 56 bits სტრუქტურა Feistel-ის ქსელი Feistel-ის ქსელი კრიპტოანალიზი წრფივი კრიპტოანალიზი, დიფერენციალური კრიპტოანალიზი, Brut-force

DES (ინგ. Data Encryption Standard) - მონაცემთა დაშიფრვის სიმეტრიული ალგორითმი, რომელშიც ერთი და იგივე გასაღები გამოიყენება როგორც მონაცემთა დასაშიფრად, აგრთვე მის გასაშიფრად.

DES-ი მუშაობს მონაცემთა 64-ბიტიან ბლოკებზე, დაშიფრვისთვის იყენებს 56-ბიტიან გასაღებს, აქვს ფეისტელის ქსელის ტიპის 16-ციკლიანი სტრუქტურა.

ალგორითმი იყენებს წრფივ (E, P, IP, FP გადანაცვლებები) და არაწრფივ (S-box) კომბინირებულ გარდაქმნებს. DES-ისთვის რეკომენდირებულია რამოდენიმე რეჟიმი, მაგ., Electronic Code Book (ECB) და Cipher Block Chaining (CBC). აგრეთვე ცნობილია, როგორც მონაცემთა დაშიფრვის ალგორითმი DEA (ინგ. Data Encryption Algorithm). დღესდრეობით მისი გმოყენება აღარ არის რეკომენდირებული, მისი შესრულების სინელისა და მოკლე გასაღების გამო, რის გამოც იგი მუდმივი თავდასხმის საშიშროების ქვეშ დგას. DES-მეთოდი ძირითადად გამოიყენებოდა Unix-პაროლების დასაშიფრად. მისი ყველაზე გავრცელებული ნაირსახეობა იყო Triple DES.

DES-ის პირველი სტანდარტი გამოქვეყნდა FIPS(Federal Information Processing Standard)-ის მიერ 1977 წლის 15 იანვარს, ცნობილია "FIPS PUB 46-3"-ის სახელით.

სექციების სია 1 ისტორიული მასალა 2 სტრუქტურა და გამოყენება 3 გამოყენების მაგალითი 4 თავდასხმა 5 სტატუსი 6 ლინკები

[რედაქტირება] ისტორიული მასალა

ამერიკულმა NBS-მ (National Bureau of Standards), რომელიც დღეისათვის NIST-ის (National Institute of Standards and Technology) სახელით არის ცნობილი, მოითხოვა ისეთი დაშიფვრის შექმნა, რომელიც ვარგისი იქნებოდა დაწესებულებებში გამოსაყენებლად. 1973 წლის 15 მაისს, შეერთებული შტატების უშიშროების ეროვნულ სააგენტოსთან (NSA, National Security Agency) კონსულტაციის შემდეგ, NBS-ნა გამოაცხადა კონკურსი დაშიფრვის მეთოდებზე, რომელშიც ვერც ერთმა კონკურსანტმა ვერ დააკმაყოფილა წამოყენებული საკმაოდ მკაცრი მოთხოვნები.1974 წლის 27 აგვისტოს ჩატარდა მეორე კონკურსი. ამჯერად, IBM-ის მიერ წარმოდგენილმა დაშიფრვის მეთოდი, სახელად Lucifer, ჩათვლეს მისაღებად. ეს იყო უფრო ადრეულ პერიოდში ჰორსტ ფეისტელის მიერ შემუშავებული დაშიფრვის მეთოდზე (ფეისტელის ქსელი, Feistel scheme, Feistel cipher) დაფუძნებული ალგორითმი. 1975 წლის 17 მარტს შემოთავაზებული იყო ალგორითმი DES, Lucifer-ის მოდიფიკაცია, რომელიც მიღებულ იქნა ფედერალურ ბიუროში. მომდევნო წელს გაიმართა 2 ღია სიმპოზიუმი, რომლებზეც განიხილებოდა DES-სტანდარტი. ამ სიმპოზიუმებზე მკაცრად გააკრიტიკეს NSA-ს მიერ ალგორითმში შეტანილი ცვლილებები: გასაღების პირვანდელი სიგრძის შემცირება, S-ბლოკების შექმნა. გავრცელდა ჭორები, იმის თაობაზე რომ NSA-მ განზრახ გაამარტივა და შეასუსტა ალგორითმი, რათა საშუალება ჰქონოდა მარტივად ეწარმოებინა კონტროლი დაშიფრულ მონაცემებზე. როგორც შემდგომში გაირკვა, DES-ის შემუშავების პროცესში, NSA-მ დაარწმუნა IBM-ი, რომ გასაღების შემცირებული სიგრძე აუცილებელსა დ საკმარისზე მეტია ნებისმიერი კომერციული application-ისთვის, გავლენა იქონია S-გადანაცვლებათა შემუშავებაზე და რომ DES-ის საბოლოო დასრულებული ვარიანტი, მათი აზრით, იყო დაშიფრვის საუკეთესო ალგორითმი, რომელშიც აღმოფხვრილი იყო სტატისტიკური ეა მათემატიკური ხარვეზები. აგრეთვე დადგინდა, რომ არასოდეს, NSA უშუალოდ არ ჩარეულა ალგორითმის შემუშავებში.

ეჭვების ნაწილი S-გადანაცვლებათა ფარული სისუსტის შესახებ გაქარწყლდა 1990-ში, ელი ბიჰამას (Eli Biham) და ადი შამირის (Adi Shmir) მიერ დიფერენციალურ კრიპტოანალიზზე (ძირითადი მეთოდი სიმეტრიული გასაღების მქონე ბლოკური ალგორითმების გასატეხად) ჩატარებული დამოუკიდებელი გამოკვლევების შედეგების გამოქვეყნების შემდეგ. DES-ალგორითმის S-ბლოკები აღმოჩნდა გაცილებით უფრო მდგრადი თავდასხმის წინააღმდეგ, ვიდრე ისინი შემთხვევითი წესით რომ აერჩიათ. ეს კი ნიშნავს იმას, რომ კრიპტოანალიზის ეს ტექნიკა NSA-სთვის ჯერ კიდევ XXს-ის 70-იან წლებში იყო ცნობილი.

[რედაქტირება] სტრუქტურა და გამოყენება

DES-ის ალგორითმი მონაცემთა 64-ბიტიან ბლოკებს გარდაქმნის 64-ბიტიან განსხვავებულ ბლოკად. დასაშიფრად გამოიყენება 56-ბიტიანი სიმეტრიული გასაღები, წარმოდგენილი 64 ბიტში (ყოველი ბაიტის თითო ბიტი საკონტროლოა). დაშიფრვა ბლოკურ-იტერაციულია, რომელსაც ფეისტელის ქსელის სტრუქტურა აქვს.

DES-ში გამოიყოფა 3 ძირითადი ეტაპი:

ბლოკის საწყისი და საბოლოო პერმუტაცია. ბიტურ გადანაცვლებათა 16 იტერაციიანი ციკლი, რის შესრულების შემდეგ გენერირდება საბოლოო შედეგი.

[რედაქტირება] გამოყენების მაგალითი

თითოეულ იტერაციაზე, ალგორითმში წარმოდგენილი f - ციკლური ფუნქცია ამუშავებს ბლოკის 32-ბიტს (ნახევარ ბლოკს), და პარამეტრად იყენებს 48-ბიტიან ქვეგასაღებს (J). თავდაპირველად ხდება ე.წ. გაფართოება, შემავალი 32 ბიტი გარდაიქმნება 48-ბიტში (ზიგიერთი ბიტი მეორდება).

გაფართოების სქემა მოცემულია ქვემოთ(რიცხვები შეესაბაება შემავალ 32-ბიტიან ბლოკში ბიტების რიგით ნომრებს):

შემდეგ მიღებულ 48-ბიტიან ბლოკსა და მიმდინარე ქვეგასაღებზე სრულდება ოპერაცია XOR-ი.

მიღებული 48-ბიტიანი ბლოკი გარდაიკმნება 32-იანად S-ბლოკის საშუალებით. შემდეგ სქემის მიხედვით სრულდება კიდევ ერთი გდანაცვლება(რიცხვები წარმოადგენენ ბიტების რიგით ნომრებს):

• შიფრაცია იწყება შემავალ მონაცემთა 64-თანრიგა ბლოკის ბიტების გადანაცლებით (IP - Initial Permutation) : 58-ე ბიტი ხდება პირველი, 50-ე მეორე და ა.შ.

• მიღებული ბლოკი იყოფა ორ 32-ბიტიან L₀ და R₀ ნაწილად. შემდგომ, 16-ჯერ სრულდება შემდეგი 4 პროცედურა:
  • გსაღების გარდაქმნა i ციკლის მთვლელის მნიშვნელობის გათვალისწინებით (ბიტების გადანაცვლება 8 ბიტის ამოგდებით, შედეგად ვიღებთ 48-თანრიგა გასაღებს).
  • დავუშვათ, A=L_i, და J წარმოადგენს ქვეგასაღებს (გარდაქმნილ, 48-ბიტზე დაყვანილ გასაღებს). f(A,J) ფუნქციით გენერირდება ციკლური ფუნქციის 32-ბიტიანი გამოსავალი მნიშვნელობა.
  • სრულდება ოპერაცია XOR (Ri, f(A,J)). შედეგი აღინიშნება R_i+1.
  • სრულდება ოპერაცია L_i+1=R_i.
• ციკლის 16 იტერაციის დატრიალების შემდეგ სრულდება კიდევ ერთი ბიტური გადანაცვლება(საწყისის ინვერსიული). 64 ბიტის გადანაცვლება ხდება შემდეგნაირად (40-ე ხდება პირველ ბიტად ჯდება მე-40, მეორე ბიტად - მე-8 და ა.შ.).

S-box წარმოადგენს ცხრილს, რომელიც შემდგარს 4 სტრიქონისა და 16 სვეტისაგან. პირველი S₁ S-ბლოკი წაროდგენილია ქვემოთ:

შემავალი 48-ბიტიანი ბლოკი იყოფა 8 ჯგუფად, თითო 6-ბიტიანად. ჯგუფში პირველი დ ბოლო ბიტი გმოიყენება სტრიქონის მისამართის აღსანიშნავად, შუა 4 ბიტი - სვეტის აღსანიშნავად. შედეგად ყოველი 6 ბიტი გარდაიქმნება 4 ბიტად, ანუ მთელი 48-ბიტიანი კოდი 32-ტანრიგად (ამისათვის საჭიროა 8 S-ბლოკი).

არსებობს DES-სტანდარტი აპარატული რეალიზაცია, რომელიც უზრუნველჰყოფს მაღალ მწარმოებლურობას.

[რედაქტირება] თავდასხმა

[რედაქტირება] სტატუსი

თადაპირველად IBM (International Business Machines Corporation)-ის მიერ შემუშავებული ალგორითმი იყენებდა 112-ბიტიან გსაღებს.

შემდგომ NSA-ს გავლენით გასაღების სიგრძე შემცირდა და დავიდა 52-ბიტამდე. დღემდე, Triple DES რჩება ძალზედ გავრცელებული და რაც შეეხება "მარტივ" DES-ალგორითმებს,ის გამოიყენება მხოლოდ მოძველებულ application-ებში.

2001 წელს DES სტნდარტი შეიცვალა AES(Advanced Encryption Standard)-ით.

[რედაქტირება] ლინკები