Cet article parle du Data Encryption Standard (DES), un algorithme de chiffrement historique connu pour sa longueur de clé de 56 bits. Nous explorons son fonctionnement, sa transformation de clé et son processus de chiffrement, mettant en lumière son rôle dans la sécurité des données et ses vulnérabilités dans le contexte actuel.

Qu’est-ce que le DES ?

Data Encryption Standard (DES) est un chiffrement par bloc avec une longueur de clé de 56 bits qui a joué un rôle important dans la sécurité des données. . Le standard de cryptage des données (DES) s'est révélé vulnérable à des attaques très puissantes. Par conséquent, la popularité du DES a légèrement diminué. DES est un chiffrement par blocs et crypte les données en blocs de taille 64 bits chacun, ce qui signifie que 64 bits de texte brut sont utilisés comme entrée dans DES, qui produit 64 bits de texte chiffré. Le même algorithme et la même clé sont utilisés pour le cryptage et décryptage , avec des différences mineures. La longueur de la clé est 56 bits .

L'idée de base est présentée ci-dessous :

Nous avons mentionné que DES utilise une clé de 56 bits. En fait, la clé initiale est composée de 64 bits. Cependant, avant même que le processus DES ne démarre, chaque huitième bit de la clé est supprimé pour produire une clé de 56 bits. Autrement dit, les positions de bits 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56 et 64 sont ignorées.

Ainsi, la suppression d'un bit sur 8 de la clé produit un Clé de 56 bits de l'original Clé de 64 bits .
DES est basé sur les deux attributs fondamentaux de cryptographie : substitution (aussi appelée confusion) et transposition (aussi appelée diffusion). Le DES se compose de 16 étapes, chacune étant appelée un tour. Chaque tour effectue les étapes de substitution et de transposition. Parlons maintenant des étapes générales du DES.

• Dans un premier temps, le bloc de texte brut de 64 bits est transmis à un Permutation (IP).
• La permutation initiale est effectuée sur du texte brut.
• Ensuite, la permutation initiale (IP) produit deux moitiés du bloc permuté ; disant Texte brut à gauche (LPT) et Texte brut à droite (RPT).
• Désormais, chaque LPT et RPT passent par 16 cycles de processus de cryptage.
• En fin de compte, LPT et RPT sont réunis et une permutation finale (FP) est effectuée sur le bloc combiné.
• Le résultat de ce processus produit un texte chiffré de 64 bits.

Permutation initiale (IP)

Comme nous l'avons noté, la permutation initiale (IP) n'a lieu qu'une seule fois et elle a lieu avant le premier tour. Il suggère comment procéder à la transposition dans la propriété intellectuelle, comme le montre la figure. Par exemple, il indique que l'adresse IP remplace le premier bit du bloc de texte brut d'origine par le 58e bit du texte brut d'origine, le deuxième bit par le 50e bit du bloc de texte brut d'origine, et ainsi de suite.

Ce n'est rien d'autre qu'une jonglerie entre les positions des bits du bloc de texte brut d'origine. la même règle s'applique à toutes les autres positions de bits indiquées sur la figure.

Comme nous l'avons noté une fois l'IP terminé, le bloc de texte permuté de 64 bits résultant est divisé en deux demi-blocs. Chaque demi-bloc se compose de 32 bits et chacun des 16 tours, à son tour, comprend les étapes de haut niveau décrites dans la figure.

Étape 1 : Transformation clé

Nous avons noté que la clé initiale de 64 bits est transformée en clé de 56 bits en supprimant tous les 8 bits de la clé initiale. Ainsi, pour chacun une clé de 56 bits est disponible. À partir de cette clé de 56 bits, une sous-clé différente de 48 bits est générée à chaque tour à l'aide d'un processus appelé transformation de clé. Pour cela, la clé de 56 bits est divisée en deux moitiés de 28 bits chacune. Ces moitiés sont décalées circulairement vers la gauche d'une ou deux positions, selon le tour.

Par exemple: si le tour numérote 1, 2, 9 ou 16 le décalage se fait d'une seule position pour les autres tours, le décalage circulaire se fait de deux positions. Le nombre de bits de clé décalés par tour est indiqué sur la figure.

Après un décalage approprié, 48 des 56 bits sont sélectionnés. À partir du 48, nous pouvons obtenir 64 ou 56 bits en fonction des besoins, ce qui nous aide à reconnaître que ce modèle est très polyvalent et peut gérer n'importe quelle gamme d'exigences nécessaires ou fournies. pour sélectionner 48 des 56 bits, le tableau est présenté dans la figure ci-dessous. Par exemple, après le décalage, le bit numéro 14 passe à la première position, le bit numéro 17 passe à la deuxième position, et ainsi de suite. Si nous observons le tableau, nous nous rendrons compte qu'il ne contient que des positions de 48 bits. Le bit numéro 18 est écarté (on ne le retrouvera pas dans le tableau), comme 7 autres, pour réduire une clé de 56 bits à une clé de 48 bits. Étant donné que le processus de transformation de clé implique une permutation ainsi qu'une sélection d'un sous-ensemble de 48 bits de la clé originale de 56 bits, il est appelé permutation par compression.

En raison de cette technique de permutation de compression, un sous-ensemble différent de bits de clé est utilisé à chaque tour. Cela rend DES difficile à craquer.

Étape 2 : Permutation d’expansion

Rappelez-vous qu'après la permutation initiale, nous avions deux zones de texte brut de 32 bits appelées Left Plain Text (LPT) et Right Plain Text (RPT). Lors de la permutation d'extension, le RPT passe de 32 bits à 48 bits. Les bits sont également permutés, d'où ce qu'on appelle la permutation d'expansion. Cela se produit lorsque le RPT 32 bits est divisé en 8 blocs, chaque bloc étant composé de 4 bits. Ensuite, chaque bloc de 4 bits de l'étape précédente est ensuite étendu en un bloc de 6 bits correspondant, c'est-à-dire que par bloc de 4 bits, 2 bits supplémentaires sont ajoutés.

Ce processus entraîne une expansion ainsi qu'une permutation du bit d'entrée lors de la création d'une sortie. Le processus de transformation de clé compresse la clé de 56 bits en 48 bits. Ensuite, le processus de permutation d’expansion étend le RPT 32 bits à 48 bits . Maintenant, la clé de 48 bits est GRATUIT avec RPT 48 bits et la sortie résultante est transmise à l'étape suivante, qui est la Remplacement de la S-Box .

Python

system.out.println

>

>

Javascript

chaînes de tri java

>

>

...60AF7CA5 Round 12 FF3C485F 22A5963B C2C1E96A4BF3 Round 13 22A5963B 387CCDAA 99C31397C91F Round 14 387CCDAA BD2DD2AB 251B8BC717D0 Round 15 BD2DD2AB CF26B472 3330C5D9A36D Round 16 19BA9212 CF26B472 181C5D75C66D Cipher Text: C0B7A8D05F3A829C Decryption After initial permutation: 19BA9212CF26B472 After splitting: L0=19BA9212 R0=CF26B472 Round 1 CF26B472 BD2DD2AB 181C5D75C66D Round 2 BD2DD2AB 387CCDAA 3330C5D9A36D Round 3 387CCDAA 22A5963B 251B8BC717D0 Round 4 22A5963B FF3C485F 99C31397C91F Round 5 FF3C485F 6CA6CB20 C2C1E96A4BF3 Round 6 6CA6CB20 10AF9D37 6D5560AF7CA5 Round 7 10AF9D37 308BEE97 02765708B5BF Round 8 308BEE97 A9FC20A3 84BB4473DCCC Round 9 A9FC20A3 2E8F9C65 34F822F0C66D Round 10 2E8F9C65 A15A4B87 708AD2DDB3C0 Round 11 A15A4B87 236779C2 C1948E87475E Round 12 236779C2 B8089591 69A629FEC913 Round 13 B8089591 4A1210F6 DA2D032B6EE3 Round 14 4A1210F6 5A78E394 06EDA4ACF5B5 Round 15 5A78E394 18CA18AD 4568581ABCCE Round 16 14A7D678 18CA18AD 194CD072DE8C Plain Text: 123456ABCD132536>

Sortir:

Encryption: After initial permutation: 14A7D67818CA18AD After splitting: L0=14A7D678 R0=18CA18AD Round 1 18CA18AD 5A78E394 194CD072DE8C Round 2 5A78E394 4A1210F6 4568581ABCCE Round 3 4A1210F6 B8089591 06EDA4ACF5B5 Round 4 B8089591 236779C2 DA2D032B6EE3 Round 5 236779C2 A15A4B87 69A629FEC913 Round 6 A15A4B87 2E8F9C65 C1948E87475E Round 7 2E8F9C65 A9FC20A3 708AD2DDB3C0 Round 8 A9FC20A3 308BEE97 34F822F0C66D Round 9 308BEE97 10AF9D37 84BB4473DCCC Round 10 10AF9D37 6CA6CB20 02765708B5BF Round 11 6CA6CB20 FF3C485F 6D5560AF7CA5 Round 12 FF3C485F 22A5963B C2C1E96A4BF3 Round 13 22A5963B 387CCDAA 99C31397C91F Round 14 387CCDAA BD2DD2AB 251B8BC717D0 Round 15 BD2DD2AB CF26B472 3330C5D9A36D Round 16 19BA9212 CF26B472 181C5D75C66D Cipher Text: C0B7A8D05F3A829C Decryption After initial permutation: 19BA9212CF26B472 After splitting: L0=19BA9212 R0=CF26B472 Round 1 CF26B472 BD2DD2AB 181C5D75C66D Round 2 BD2DD2AB 387CCDAA 3330C5D9A36D Round 3 387CCDAA 22A5963B 251B8BC717D0 Round 4 22A5963B FF3C485F 99C31397C91F Round 5 FF3C485F 6CA6CB20 C2C1E96A4BF3 Round 6 6CA6CB20 10AF9D37 6D5560AF7CA5 Round 7 10AF9D37 308BEE97 02765708B5BF Round 8 308BEE97 A9FC20A3 84BB4473DCCC Round 9 A9FC20A3 2E8F9C65 34F822F0C66D Round 10 2E8F9C65 A15A4B87 708AD2DDB3C0 Round 11 A15A4B87 236779C2 C1948E87475E Round 12 236779C2 B8089591 69A629FEC913 Round 13 B8089591 4A1210F6 DA2D032B6EE3 Round 14 4A1210F6 5A78E394 06EDA4ACF5B5 Round 15 5A78E394 18CA18AD 4568581ABCCE Round 16 14A7D678 18CA18AD 194CD072DE8C Plain Text: 123456ABCD132536>

Conclusion

En conclusion, le Data Encryption Standard (DES) est un chiffrement par bloc avec une longueur de clé de 56 bits qui a joué un rôle important dans la sécurité des données. Cependant, en raison de vulnérabilités, sa popularité a diminué. DES fonctionne à travers une série de cycles impliquant une transformation de clé, une permutation d'expansion et une substitution, produisant finalement du texte chiffré à partir du texte en clair. Bien que le DES ait une importance historique, il est crucial d’envisager des solutions plus sécurisées. chiffrement alternatives pour les besoins modernes de protection des données.

Questions fréquemment posées

Q.1 : Que faut-il considérer comme alternative au DES pour le cryptage des données ?

Répondre:

Pour les besoins modernes de chiffrement des données, envisagez d'utiliser des algorithmes de chiffrement plus puissants tels que AES (Standard d'encryptage avancé).

Q.2 : Comment la sous-clé de 48 bits est-elle générée pour chaque tour dans DES ?

Répondre:

La sous-clé de 48 bits pour chaque tour dans DES est dérivée de la clé de 56 bits via un processus de décalage circulaire et de permutation, garantissant la diversité des clés.