Курсовая работа: Программная реализация алгоритма шифрования DES. Режим ECB

Затем выполняется итеративный процесс шифрования, состоящий из 16 циклов. Пусть T_i -результат I-й итерации:

T_i =L_i R_i ,

где L_i =t₁ t_2… t₃₂ ; R_i =t₃₃ t₃₄ …t_64. Тогда результат I-й итерации описывается следующими формулами:

L_i =Ri_-1 , i=1,2,…,16;

R_i =L_i-1 xor f(R_i-1 ,K_i ), i=1,2,…,16.

Функции fназывается функцией шифрования. Ее аргументами являются последовательность R_{i -1,} получаемая на предыдущем шаге итерации, и 48-битовый ключ K_{i ,} который является результатом преобразования 64-битового ключа шифра К.

На последнем шаге итерации получают последовательность R₁₆ и L₁₆ , который конкатенируются в 64-битовую последовательность R₁₆ L₁₆ .

По окончании шифрования осуществляется восстановление позиций битов с помощью матрицы обратной перестановки IP^-1 (таблица 2).

Таблица 2

Матрица обратной перестановки IP^-1

40 08 48 16 56 24 64 32

39 07 47 15 55 23 63 31

38 06 46 14 54 22 62 30

37 05 45 13 53 21 61 29

36 04 44 12 52 20 60 28

35 03 43 11 51 19 59 27

34 02 42 10 50 18 58 26

33 01 41 09 49 17 57 25

Процесс расшифрования данных является инверсным по отношению к процессу шифрования. Все действия должны быть выполнены в обратном порядке. Это означает, что расшифровываемые данные сначала переставляются в соответствии с матрицей IP^-1 , а затем над последовательностью битов R₁₆ L₁₆ выполняются те же действия, что и в процессе шифрования, но в обратном порядке.

Итеративный процесс расшифрования может быть описан следующими формулами:

R_i-1 = L_i , i = 1, 2, ..., 16;L_i-1 = R_i xor f(L_i , K_i ), i = 1, 2, ..., 16 .

На 16-й итерации получают последовательности L₀ и R₀ , которые конкатенируют в 64-битовую последовательность L₀ R₀ .

Затем позиции битов этой последовательности переставляют в соответствии с матрицей IP. Результат такой перестановки - исходная 64-битовая последовательность.

Теперь рассмотрим функцию шифрования f(R_i-1, K_i ). Она показана на рисунке 3.

Для вычисления значения функции fиспользуются:

- функция Е (расширение 32 бит до 48);

- функция S1,S2,…,S8 (преобразование 6-битового числа в 4-битовое);

- функция Р (перестановка битов в 32-битовой последовательности).

Рисунок 3 - Вычисление функции f(R(i-1), K(i))