Алгоритм шифрования DES

Общее описание

В США, в качестве федерального стандарта шифрования, после освидетельствования Агенством национальной безопасности, принята криптосистема DES (Data Encryptiоn Standard).
Возможны четыре режима работы DES:

ECB (Electrоnic Cоde Bооk) - электронный кодблокнот;
CBC (Cipherblоck Chaining) - сцепление блоков шифра;
CFB (CIpher Feedback) - обратная связь по шифртексту;
OFB (Output Feedback) - обратная связь по выходу.

При этом базовым является режим ECB, для которого характерны разбиение открытого текста на 64-битовые блоки и их независимое шифрование при помощи одного и того же 64-битового ключа; блок шифртекста, как и соответствующий ему блок открытого текста, имеет длину 64 бита. Для шифрования используются 56 бит ключа из 64; оставшиеся 8 бит необходимы для контроля.

Области применения DES

Обычно рассматриваются три основных области применения DES:

передача данных по каналам связи ИВС,
хранение и доступ к файлам (базам данных),
организация системы платежей и обмена коммерческой информацией.

В приложениях, связанных с хранением информации во внешней памяти ЭВМ, различают три основных направления применения DES:

криптографическое закрытие файлов прямого доступа,
криптографическое закрытие файлов последовательного доступа,
криптографическое закрытие отдельных полей записей файлов.

Что касается организации системы платежей и обмена коммерческой информацией, то в этом приложении, наряду с конфиденциальностью передаваемых и хранимых сведений, важнейшее значение приобретает проблема аутентификации поступающих сообщений. Для ее решения разработан федеральный стандарт США ANSI X9.9, обобщенная структурная схема алгоритма которого приведена на следующем рисунке:

Структурная схема алгоритма аутентификации X9.9

Структурная схема алгоритма аутентификации X9.9

Исходное сообщение разбивается на 64-битовые блоки (если длина сообщения не кратна 64, оно дополняется справа недостающим количеством нулевых битов). В качестве MAC (Message Authentificatiоn Cоde), добавляемого к сообщению при передаче в канал связи, используется левый полублок 64-битового блока, полученного в результате выполнения указанных операций.
Получатель, знающий ключ шифрования, тем же способом определяет MAC и сравнивает его с кодом, содержащимся в сообщении.