DES สามารถมี 6x S-Boxes ได้อย่างไรและยังสามารถย้อนกลับได้อย่างไร

ข้อมูลจะไม่สูญหายเมื่อทำการแมปค่า 6 บิตกับค่า 4 บิตใน S-Boxes ของ DES หรือไม่ ถ้าเป็นเช่นนั้นเราจะย้อนกลับได้อย่างไรเพื่อให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องปรากฏขึ้น

cr.crypto-security

นี่อาจเป็นคำถามที่น่าสนใจมาก แต่ฉันจะพยายามทำให้มีอยู่ในตัวเองมากขึ้นเพื่อที่คุณจะได้รับคำตอบที่เหมาะสม พยายามให้ข้อมูลพื้นหลังเพิ่มเติม

— Dave Clarke

ในขณะที่ Sadeq มีคำตอบก็ยังคงมีประโยชน์ในการชี้แจงคำถาม ประการแรก S-Box ใน DES คืออะไร

— Suresh Venkat

ตัวเข้ารหัสที่ใช้ Feistel จะแยกอินพุตออกเป็นสองสายบิตที่มีความยาวเท่ากัน

และ

(32 บิตใน DES) จากนั้นจึงใช้การดำเนินการซ้ำ ๆ ที่ Sadeq อธิบายด้านล่าง (ใน DES มันซ้ำแล้วซ้ำอีก 16 ครั้ง) ใน DES ตัว

-box เป็นฟังก์ชั่น 6 บิตถึง 4 บิตซึ่งเป็นส่วนประกอบของการนำ

มาใช้

-boxes มีบางคุณสมบัติทางสถิติที่น่าสนใจจุดประสงค์ของการที่ยังคงคลุมเครือสิบห้าปี หลายคนสงสัยว่าพวกเขาทำให้ DES แตกง่าย ในที่สุดมันก็ถูกค้นพบคุณสมบัติเหล่านี้ของกล่อง S- ทำให้ DES ทนต่อการเข้ารหัสที่แตกต่างกัน

L

$L$

R

$R$

S

$S$

F

$F$

S

$S$

— Peter Shor

@Suresh: ยันต์คลาสสิกแบ่งออกเป็นสองประเภท: ยันต์สับเปลี่ยน (เช่นซีซาร์) และยันต์การเรียงสับเปลี่ยน (เช่นการขนย้ายเสา) ต่อมาก็เห็นได้ชัดว่าไม่มีประเภทที่ให้ความปลอดภัยเพียงพอ ยันต์บล็อกสมัยใหม่ใช้ประโยชน์จากการเปลี่ยนแปลงทั้งสอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกเขามี P-boxes (= กล่องเปลี่ยนแปลง) และ S-boxes (= กล่องทดแทน)

— MS Dousti

@Suresh: ฉันเห็นด้วยอย่างแน่นอนกับคุณ ในขณะที่ S-Boxes มีชื่อเสียงในด้าน cryptographers แต่ฉันเชื่อว่า OP ควรถามคำถามในลักษณะที่เป็นประโยชน์ต่อทุกคนไม่ใช่ส่วนเล็ก ๆ ของชุมชน

— MS Dousti

$\rm F$

ในแต่ละรอบจะมีการดำเนินการดังต่อไปนี้:

$i =0,1,\dots,n$

$L_{i+1} = R_i$

$R_{i+1}= L_i \oplus {\rm F}(R_i, K_i)$

การถอดรหัสจะดำเนินการดังนี้:

$R_{i} = L_{i+1}$

$L_{i} = R_{i+1} \oplus {\rm F}(L_{i+1}, K_{i})$

$\rm F$ $\rm F^{-1}$

— MS Dousti
แหล่งที่มา

ดูบทที่ 5 ของหนังสือ "Introduction to Cryptography Modern" โดย Katz และ Lindell

— user686
แหล่งที่มา

โดยไม่ต้องเข้าไปใน mumbo-jumbo ทางคณิตศาสตร์ทั้งหมดเกี่ยวกับ Feistel (ซึ่งฉันยังไม่เข้าใจ 100%) ถ้าคุณดูภาพนี้จาก Wikipedia:

ขั้นตอนการเข้ารหัส DES

คุณสามารถเห็นได้ว่าแม้ว่ากล่อง 8 s นั้นบีบอัด 48 บิตลงไปที่ 32 แต่มีเพียง 32 บิตของเอนโทรปีที่มาจากข้อความธรรมดาดังนั้นคุณสามารถรับอีก 16 บิตจากคีย์เมื่อถอดรหัสซึ่งเป็นเวทมนตร์ที่ดำเนินการโดย ฟังก์ชั่น Feistel ที่กล่าวถึงก่อนหน้า

— Sophistifunk
แหล่งที่มา