лаб 15. Лаб раб 15. Лабораторные работы

• Название: Лабораторные работы
• Анкор: лаб 15
• Дата: 22.09.2022
• Размер: 0.6 Mb.
• Имя файла: Лаб раб 15.docx
• Тип: Документы; #690117
• страница: 15 из 26

Знать:

• 
  методы традиционного шифрования;
  
• 
  принципы блочного шифрования;
  
• 
  структуру алгоритма S-DES.
  

Уметь:

• 
  вычислять ключи;
  
• 
  шифровать и расшифровывать сообщения шифром S-DES.
  

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Упрощенный алгоритм DES (S-DES)

На рис.1 показана общая структура упрощенного алгоритма DES (S-DES). Данный алгоритм получает на входе 8-битовый блок открытого текста (например, 10111101) и 10- битовый ключ, а на выходе генерируется 8-битовый блок шифрованного текста. Алгоритм дешифрования S-DES в качестве исходных данных использует 8-битовый блок шифрованного текста и тот же 10-битовый ключ, который применялся для шифрования, а в результате работы алгоритм дешифрования должен генерировать 8-битовый блок открытого текста.

1. 
   Алгоритм шифрования включает последовательное выполнение пяти операций: начальной перестановки IP,
   
2. 
   ^{сложной функции f}к^{, являющейся композицией операций перестановки и подстановки} и зависящей от полученного ключа,
   
3. 
   перестановки SW, при которой две половинки последовательности данных просто меняются местами,
   
4. 
   ^{функции f}к^,
   
5. 
   перестановки, обратной начальной (IP^-1).
   

Использование нескольких последовательных перестановок и подстановок приводит к получению алгоритма, значительно более сложного для криптоанализа.

^{Функция f}к ^{использует в качестве исходных данных не только шифруемый текст, но и} 8-битовый ключ. Алгоритм можно построить так, чтобы он работал с 16-битовым ключом, состоящим из двух 8-битовых подключей, применяемых по отдельности каждый для своего ^{вызова функции f}к^{. Можно использовать и 8-битовый ключ, для чего просто следует ввести} его дважды. Наконец, можно прибегнуть к комбинированному решению, когда требуется 10-битовый ключ, из которого генерируются два 8 -битовых, как показано на рис. 3.1. В этом случае ключ сначала преобразуется путем перестановки (P10). После этого применяется операция сдвига, а полученные в ее результате данные поступают на вход ^{перестановки (Р8), которая генерирует первый 8-битовый подключ (К}1^{). Те же полученные} в результате операции сдвига данные поступают на вход другой операции сдвига и другой ^{функции перестановки (Р8), в результате чего генерируется второй подключ (К}2^).
Данный алгоритм можно представить в виде композиции функций: ^{IP -1 о f}к2 ^{о SW о f}к1 ^{о IP,}

или, иначе,

^{шифрованный текст = IP -1( f}к2 ^{(SW (f}к1^{, (IP (открытый текст))))),} где

^К1 <sup>= Р8(сдвиг(Р10(ключ))),

К</sup>2 ^{= Р8(сдвиг(сдвиг(Р10(ключ)))).}

Процесс дешифрования, также представленный на рис. 1, по сути, является процессом, обратным процессу шифрования:
^{открытый текст = IP-1 (f}к1 ^{(SW (f}к2 ^{(IP (шифрованный текст))))).}