Курсовая работа: Программная реализация алгоритма шифрования DES. Режим ECB
- сложность преобразования.
В данном курсовом проекте предлагается программная реализация алгоритма шифровании DES(режим ЕСВ).
1. Описание алгоритма
Стандарт шифрования данных DESопубликован в 1977 г. Национальным бюро стандартом США.
Стандарт DESпредназначен для защиты от несанкционированного доступа к важной, но несекретной информации в государственных и коммерческих организациях США. Алгоритм, положенный в основу стандарта, распространялся достаточно быстро, и уже в 1980 г. Был одобрен Национальным институтом стандартов и технологий США. С этого момента DESпревращается в стандарт не только по названию, но и фактически. Появляются программное обеспечение и специализированные микроЭВМ, предназначенные для шифрования и расшифрования информации в сетях передачи данных.
К настоящему времени DESявляется наиболее распространенным алгоритмом, используемым в системах защиты коммерческой информации. Более того, реализация алгоритма DESв таких системах становится признаком хорошего тона.
Основные достоинства алгоритма DES:
- используется только один ключ длиной 56 бит;
- зашифровав сообщение с помощью одного пакета программ, для расшифровки можно использовать любой другой пакет программ, соответствующий стандарту DES;
- относительная простота алгоритма обеспечивает высокую скорость обработки;
- достаточно высокая стойкость алгоритма.
Первоначально метод, лежащий в основе стандарта DES, был разработал фирмой IBMдля своих целей и реализован в виде системы «Люцифер». Система «Люцифер» основана на комбинировании методов подстановки и перестановки и состоит из чередующейся последовательности блоков перестановки и подстановки. В ней использовался ключ длиной 128 бит, управлявший состояниями блоков перестановки и подстановки. Система «Люцифер» оказалась весьма сложной для практической реализации из-за относительно малой скорости шифрований.
Алгоритм DESтакже использует комбинацию подстановок и перестановок. DESосуществляет шифрование 64-битных блоков данных с помощью 64-битового ключа, в котором значащими являются 56 бит (остальные 8 бит-проверочные биты для контроля на четность). Дешифрование в DESявляется операцией, обратной шифрованию, и выполняется путем повторения операций шифрования в обратной последовательности. Обобщенная схема процесса шифрования в алгоритме DESпоказана на рисунке 1.
Рисунок 1 - Обобщенная схема шифрования в алгоритме DES
Следует отметить, что все приводимые таблицы, являются стандартными, и должны включаться в реализацию алгоритма в неизменном виде.
Все перестановки и коды в таблицах подобраны разработчиками таким образом, чтобы максимально затруднить процесс расшифровки путем подбора ключа. Описание алгоритма приведено на рисунке 2.
Рисунок 2 - Структура алгоритма шифрования DES
Пусть из файла исходного текста считан очередной 64-битовый блок Т. Этот блок Т преобразуется с помощью матрицы начальной перестановки IP(таблица 1).
Таблица 1
Матрица начальной перестановки IP
58 50 42 34 26 18 10 02
60 52 44 36 28 20 12 04
62 54 46 38 30 22 14 06
64 56 48 40 32 24 16 08
57 49 41 33 25 17 09 01
59 51 43 35 27 19 11 03
61 53 45 37 29 21 13 05
63 55 47 39 31 23 15 07