期末複習：信息安全(四)

簡化的DES

🏡S-DES加密
E/P置換梯形入口小出口大屬於擴展，S0和S1兩個代換S盒入口大出口小屬於壓縮。E/P置換後和K1密鑰進行異或(可以將密鑰和密鑰之間的關係變複雜–>混淆)，S盒的設計是核心中的核心，最後再進行P4變換。
🏡S-DES的密鑰生成

主密鑰分配給用戶後，當用戶需要對數據或數據庫內容進行加密時，會隨機產生一個工作密鑰，工作密鑰纔是用來加密文件的，可以是每一個文件都用工作密鑰來加密，每個密鑰不相同。工作密鑰用來加密數據，主密鑰用來加密工作密鑰。

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數字加密標準DES

🏡DES的描述
DES利用56比特串長度的密鑰K來加密長度爲64位的明文，得到64位的密文。

🏡每個循環的詳細過程

🏡F函數
擴展：32–>48
S-box：6輸入–>4輸出

• 選擇擴散運算
  Ri的32bit–>48bit，兩邊的是重複選中的
  
• 選擇壓縮運算(S盒)
  
  
• 子密鑰的產生
  
• 解密
  DES算法是在 Feistel 網絡結構的輸入和輸出階段分別添加初始置換IP和初始逆置換IP-1構成
  DES的解密使用與加密同樣的算法 ，只是子密鑰的使用次序相反
• 雪崩效應
  明文或密鑰的一比特的變化，引起密文許多比特的改變。
  如果變化太小，就可能找到一種方法減小有待搜索的明文和密文空間的大小。
• DES的討論
  當DES算法被建議作爲一個標準時，曾出現過很多批評，其中最有爭議的問題之一的就是S盒 。
  S盒是DES的安全核心，因爲在 DES 算法中，除了S 盒外，所有計算都是線性的。
  然而S盒的設計準則並不完全知道，有人認爲S盒可能存在陷門。不能排除這種說法，但至今沒有跡象表明S盒中存在陷門。

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DES的變形

🏡雙重DES的中間相遇(meet-int-the-middle)攻擊
有另外一種方法攻擊雙重DES方案，這種方法不依賴於任何DES的特殊屬性，它對任何分組加密密碼都有效。
C = EK2(EK1§)  X = EK1§ = DK2©
給定明文密文對(P,C)：
對所有256個密鑰，加密P，對結果排序
對所有256個密鑰，解密C，對結果排序
逐個比較,找出K1，K2使得EK1§ = DK2©。密鑰爲2112個，攻擊用的代價{加密或解密所用運算次數} 爲：≦2  256
🏡雙密鑰的三重DES
一個用於對付中途攻擊的明顯方法是用3個密鑰進行三個階段的加密，這樣要求一個56×3＝168bit的密鑰，這個密鑰有點過大。
作爲一種替代方案，Tuchman提出使用兩個密鑰的三重加密方法。這個加密函數採用一個加密－解密－加密序列：
C=EK1(DK2(EK1§))  P=DK1(EK2( DK1©))。

🏡三密鑰的三重DES
C=EK3(DK2(EK1§))  P=DK3(EK2( DK1©))