Jak DES może mieć S-Box 6x4 i nadal być odwracalny?

Czy dane nie zostaną utracone podczas mapowania wartości 6-bitowych na wartości 4-bitowe w S-Boxach DES? Jeśli tak, to w jaki sposób możemy to odwrócić, aby pojawił się prawidłowy wynik?

cr.crypto-security

To prawdopodobnie bardzo interesujące pytanie, ale postaram się uczynić je bardziej samowystarczalnym, abyś mógł uzyskać przyzwoitą odpowiedź. Spróbuj podać więcej podstawowych informacji.

— Dave Clarke

Chociaż Sadeq ma odpowiedź, nadal przydatne byłoby wyjaśnienie pytania. Po pierwsze, czym jest S-Box w DES?

— Suresh Venkat

Szyfr oparty na Feistelu dzieli dane wejściowe na dwa ciągi bitów

jednakowej długości (32 bity w DES), a następnie wielokrotnie stosuje operację opisaną poniżej przez Sadeq (w DES, jest iterowana 16 razy). Des An

-box jest 6-bitowym do 4 bitów funkcji, która jest elementem realizacji

. Do

-boxes miał kilka ciekawych właściwości statystyczne, których celem pozostawały niejasne przez piętnaście lat. Wiele osób podejrzewało, że łatwiej było złamać DES. W końcu odkryto, że te właściwości S-boxów sprawiają, że DES jest odporny na różnicową kryptoanalizę.

L

$L$

R

$R$

S

$S$

F

$F$

S

$S$

— Peter Shor,

@Suresh: Szyfry klasyczne dzielą się na dwa typy: szyfry podstawienia (jak Cezar) i szyfry permutacyjne (jak transpozycja kolumnowa). Później stało się oczywiste, że żaden typ nie zapewnia wystarczającego bezpieczeństwa. Nowoczesne szyfry blokowe wykorzystują obie transformacje. W szczególności mają skrzynki typu P (= skrzynki permutacji) i skrzynki typu S (= skrzynki podstawiania).

— MS Dousti

@Suresh: Absolutnie się z tobą zgadzam. Chociaż S-Boxy są znane z kryptografii, uważam, że OP powinien zadać pytanie w taki sposób, aby przyniosło to korzyści wszystkim, a nie niewielkiej części społeczności.

— MS Dousti

Odpowiedzi:

$\rm F$

W każdej rundzie stosowana jest następująca operacja:

$i =0,1,\dots,n$

$L_{i+1} = R_i$

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

Deszyfrowanie odbywa się w następujący sposób:

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

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

Jak widać, deszyfracja nie potrzebuje być odwracalna. (Ponieważ deszyfrowanie nie wymaga obliczenia .) $\rm F$ $\rm F^{-1}$

— MS Dousti
źródło

Zobacz rozdział 5 podręcznika „Wprowadzenie do współczesnej kryptografii” autorstwa Katza i Lindella.

— użytkownik686
źródło

Bez wchodzenia w matematyczne mumbo-jumbo dotyczące Feistela (którego jeszcze nie rozumiem w 100%), jeśli spojrzysz na ten obraz z Wikipedii:

Krok szyfrowania DES

Widać, że chociaż 8 s-boxów faktycznie kompresuje 48 bitów do 32, tylko 32 bity entropii pochodzą z tekstu jawnego , dlatego podczas dekodowania można uzyskać pozostałe 16 bitów z klucza, co jest magią wykonywaną przez wcześniej wspomniane funkcje Feistela.

— Sophistifunk
źródło