Criptografía (3, 2) Cifrado simétrico (DES)

Esta vez presentamos principalmente operaciones de secuencia de bits y operaciones XOR. Estas dos operaciones aparecen a menudo en el procesamiento de datos por computadora y debemos resumirlas aquí.

? DES (Cifrado de datos) es un cifrado simétrico adoptado en el Estándar Federal de Procesamiento de Información de EE. UU. (FIPS) 1977 (FIPS46-3). DES es ampliamente utilizado por gobiernos y bancos de Estados Unidos y otros países.

? Con el avance de las computadoras, DES ahora se puede descifrar con fuerza bruta y su fuerza no es tan fuerte como antes. A finales del siglo XX, RSA organizó un concurso para descifrar la clave DES. Podemos echar un vistazo a los resultados oficiales de la competición anunciados por RSA: el DES Challenge I de 1997 tardó 96 días en descifrar la clave, y el DES Challenge II-1 de 1998 tardó 41 días. DES Challenge II-2 en 1998 tomó 56 horas, y DES Challenge III solo tomó 22 horas en 1999.

? Debido a que el texto cifrado DES se puede descifrar en poco tiempo, no deberíamos usar DES ahora excepto para descifrar el texto cifrado juntos.

? DES es un algoritmo de cifrado simétrico que cifra texto sin formato de 64 bits en texto cifrado de 64 bits con una longitud de clave de 56 bits. Aunque la longitud de la clave para DES es de 64 bits en la especificación, en realidad es de 56 bits porque se establece un bit cada 7 bits para verificación de errores.

? DES cifra texto sin formato de 64 bits (secuencia de bits) como una unidad, y esta unidad de 64 bits se denomina paquete. En términos generales, los algoritmos criptográficos que se procesan en grupos se denominan cifrados en bloque y DES es un tipo de cifrado en bloque.

? DES sólo puede cifrar 64 bits de datos a la vez. Si el texto sin formato que se va a cifrar es muy largo, se requiere cifrado DES iterativo. El método iterativo específico se llama modo.

? La estructura básica de DES fue diseñada por Horst Feistel, por lo que también se le llama red Feistel, estructura Feistel o cifrado Feistel. Esta estructura se utiliza no sólo en DES sino también en muchos otros algoritmos criptográficos.

? En la red Feistel, cada paso del cifrado se denomina ronda y todo el proceso de cifrado es un ciclo de varias rondas. La siguiente figura es un proceso de cálculo en la red Feistel. DES es una red Feistel con 16 ciclos.

? Pero desde este punto de vista, el "lado derecho" no está cifrado en absoluto y necesitamos repetir una ronda de procesamiento varias veces con diferentes subclaves, cambiando el lado izquierdo responsable de los datos entre rondas.

La imagen de arriba es una red Feistel de tres rondas. Las tres rondas de cálculo de cifrado deben cambiarse aproximadamente dos veces. Los intercambios sólo ocurren entre rondas, no se requiere ningún intercambio al final de la primera ronda después del alquiler.

Entonces, ¿cómo descifrar la red Feistel?

Como se muestra en la figura anterior, mediante las operaciones anteriores, el texto cifrado se puede restaurar correctamente a texto sin formato.

Lo mismo ocurre con múltiples rondas, lo que significa que la operación de descifrado de la red Feistel se puede completar en orden inverso mediante el uso de subclaves, y la estructura de la red Feistel en sí es exactamente la misma en cifrado. y descifrado.

El contenido principal de esta serie proviene de Graphical Cryptography, tercera edición.

Solo soy un portador de conocimiento

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