信息系統(tǒng)安全工程_S_DES

1、 1 簡化的簡化的DES DES-Data Encryption Standard(1977年元月15日-美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)） 1998年！Simplified DES方案，簡稱S-DES方案。注：1.* 加密算法涉及五個(gè)函數(shù)：(1)初始置換IP(initial permutation)(2)復(fù)合函數(shù)fk1，它是由密鑰K確定的，具有轉(zhuǎn)換和 替換的運(yùn)算。 (3)轉(zhuǎn)換函數(shù)SW(4)復(fù)合函數(shù)fk2(5)初始置換IP的逆置換IP-1 加密加密10bit密鑰 解密解密8bit明文P108bit明文IP移位IP-1P8fkfkSWSW移位P8fkfkIPIP-18bit密文8bit密文K2K2K1K1S-DES

2、方案示意圖方案示意圖 2*. 加密算法的數(shù)學(xué)表示：IP-1*fk2*SW*fk1*IP也可寫為密文=IP-1（fk2(SW(fk1(IP(明文)其中 K1=P8(移位(P10(密鑰K)K2=P8(移位(移位(P10(密鑰K)解密算法的數(shù)學(xué)表示：明文=IP-1（fk1(SW(fk2(IP(密文)對(duì)對(duì)S-DES的深入描述的深入描述（1） S-DES的密鑰生成：的密鑰生成：設(shè)10bit的密鑰為（k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7, k8,k9,k10)置換P10是這樣定義的P10(k1,k2,k10)=(k3,k5,k2,k7,k4,k10,k1,k9,k8,k6)相當(dāng)于P10= LS-1為循

3、環(huán)左移1位，LS-2為循環(huán)左移2位 P8= 按照上述條件,若K選為(1010000010), 產(chǎn)生的兩個(gè)子密鑰分別為K1=(1 0 1 0 0 1 0 0),K2=(0 1 0 0 0 0 1 1)689110472531098765432191058473687654321S-DES的密鑰生成的密鑰生成10-bit密鑰P10LS-1LS-1LS-2LS-2K18K255558(2) S-DES的加密運(yùn)算的加密運(yùn)算: 初始置換用IP函數(shù): IP= 1 2 3 4 5 6 7 8 2 6 3 1 4 8 5 7 末端算法的置換為IP的逆置換:IP-1= 1 2 3 4 5 6 7 8 4 1 3

4、 5 7 2 8 6 易見IP-1(IP(X)=X S-DES加密圖加密圖8-bit 明文IP+P4+LR4K1844fkF4S-DES加密圖加密圖(續(xù)續(xù))+8K2P4+IP-18-bit 密文4844fkF44228SW函數(shù)fk，是加密方案中的最重要部分，它可表示為：fk( L , R ) = ( L F ( R , S K ) , R )其中L，R為8位輸入, 左右各為4位, F為從4位集到4位集的一個(gè)映射, 并不要求是1-1的。SK為子密鑰。對(duì)映射F來說：首先輸入是一個(gè)4-位數(shù)（n1,n2,n3,n4），第一步運(yùn)算是擴(kuò)張/置換（E/P）運(yùn)算： E/P 4 1 2 3 2 3 4 1 事實(shí)

5、上，它的直觀表現(xiàn)形式為：n4 n1 n2 n3n2 n3 n4 n18-bit子密鑰：K1=(k11,k12,k13,k14,k15,k16,k17,k18),然后與E/P的結(jié)果作異或運(yùn)算得：n4+k11n1+k12n2+k13n3+k14n2+k15n3+k16n4+k17n1+k18把它們重記為8位： P0,0 P0,1P0,2 P0,3 P1,0 P1,1P1,2P1,3上述第一行輸入進(jìn)S-盒S0，產(chǎn)生2-位的輸出；第二行的4位輸入進(jìn)S盒S1，產(chǎn)生2-位的輸出。兩個(gè)S盒按如下定義：2313312001232301321032100S3012010331023210321032101SS盒按下述規(guī)則運(yùn)算：將第1和第4的輸入比特做為2- bit數(shù)，指示為S盒的一個(gè)行；將第2和第3的輸入比特做為S盒的一個(gè)列。如此確定為S盒矩陣的（i,j）數(shù)。例如：（P0,0, P0,3）=(00),并且(P0,1,P0,2)=(1 0)確定了