DES 6x4 S-Box'lara nasıl sahip olabilir ve yine de geri dönüşümlü olabilir?

DES'in S-Box'larında 6 bit değerleri 4 bit değerlerle eşlerken veriler kaybolmaz mı? Öyleyse, nasıl doğru çıktı elde edeceğiz?

cr.crypto-security

Bu muhtemelen çok ilginç bir soru, ancak daha iyi bir cevap verebilmeniz için daha bağımsız hale getirmeye çalışacağım. Daha fazla arka plan bilgisi sağlamaya çalışın.

— Dave Clarke

Sadeq'in bir cevabı olsa da, sorunu açıklığa kavuşturmak faydalı olacaktır. İlk olarak, DES'te S-Box nedir?

— Suresh Venkat

Feistel tabanlı bir şifre, girişi iki eşit uzunlukta bit dizisine ve (DES'te 32 bit) ayırır ve daha sonra Sadeq'in aşağıda tarif ettiği işlemi tekrar tekrar uygular (DES'te 16 kez tekrarlanır). DES'te , bir kutusu, uygulamasının bir bileşeni olan 6-bit ila 4-bitlik bir işlevdir . -Makaralar onbeş yıldır belirsiz kalmıştır amacını güden bazı ilginç istatistiki özelliklere sahipti. Birçok kişi DES'i kırmayı kolaylaştıracağından şüphelendi. Sonunda S-kutularının bu özelliklerinin DES'i diferansiyel kriptanalize dirençli hale getirdiği keşfedildi.

L

$L$

R

$R$

S

$S$

F

$F$

S

$S$

— Peter Shor

@Suresh: Klasik şifreler iki türe ayrılır: İkame şifreleri (Sezar gibi) ve permütasyon şifreleri (Sütunlu transpozisyon gibi). Daha sonra, her iki tipin de yeterli güvenlik sağlamadığı anlaşıldı. Modern blok şifreler her iki dönüşümü de kullanır. Özellikle P-kutuları (= Permütasyon kutuları) ve S-kutuları (= İkame kutuları) vardır.

— MS Dousti

@Suresh: Kesinlikle sana katılıyorum. S-Box'lar kriptograflar ile ünlü olsa da, OP'nin soruyu topluluğun küçük bir kısmı değil herkese yarar sağlayacak şekilde sorması gerektiğine inanıyorum.

— MS Dousti

Yanıtlar:

DES, Feistel tabanlı bir şifredir . Bu tür şifrelerde işlevinin ters çevrilmesi gerekmez. İşte nedeni: $\rm F$

Her turda aşağıdaki işlem uygulanır:

İçin $i =0,1,\dots,n$

$L_{i+1} = R_i$

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

Şifre çözme aşağıdaki gibi yapılır:

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

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

Gördüğünüz gibi, şifre çözme tersine çevrilebilir olmak için gerekmez . (Şifre çözmenin hesaplaması gerekmediğinden .) $\rm F$ $\rm F^{-1}$

— MS Dousti
kaynak

Katz ve Lindell'in “Modern Şifrelemeye Giriş” ders kitabının 5. bölümüne bakın.

— user686
kaynak

Bu resme Wikipedia'dan bakarsanız, Feistel (henüz% 100 anlamadım) hakkındaki tüm matematiksel mumbo-jumbo'ya girmeden:

DES Şifreleme adımı

8 s-kutunun gerçekten de 48 biti 32'ye kadar sıkıştırmasına rağmen, düz metinden sadece 32 bit entropi geliyor , bu nedenle şifresini çözerken diğer 16 biti deşifre ederken alabilirsiniz; daha önce bahsedilen Feistel fonksiyonları.

— Sophistifunk
kaynak