Tìm hiểu kỹ thuật mã hóa des trong hệ thống bảo mật thông tin

  • 22 trang
  • file .pdf
Trường Đại học Bách Khoa HN
Viện Điện tử-Viễn thông
Đề tài:
TÌM HIỂU KỸ THUẬT MÃ HÓA DES
TRONG HỆ THỐNG BẢO MẬT THÔNG
TIN
Sinh viên thực hiện : MAI VĂN THƯỢC
LỚP ĐT5 – K53
Giảng viên hướng dẫn : TH.S TẠ THỊ KIM HUỆ
6/12/2013 1
NỘI DUNG
1 Mã hóa trong bảo mật thông tin
2 Mật mã khối DES
3 Đánh giá DES
Xây dựng chương trình mô phỏng thuật
4 toán DES
6/12/2013 2
1. MÃ HÓA TRONG BẢO MẬT THÔNG
TIN
 Bảo mật thông tin là tập hợp các kỹ thuật, cơ chế…để
bảo vệ 3 đặc trưng cơ bản của thông tin.
 Mã hõa là một giải pháp hữu hiệu và thông dụng được
sử dụng trong lĩnh vực bảo mật thông tin.
Quá trình mã hóa và giải mã
6/12/2013 3
Phân loại hệ thống mã hóa
Có nhiều cách để phân loại hệ thống:
 Dựa vào số lượng khóa sử dụng
 Dựa vào thuật toán
 Dựa vào cách xử lý đầu vào
Trong nội dung tìm hiểu, ta đề cập đến hệ thống sử dụng kỹ
thuật mã hóa DES, là một hệ thống khóa bí mật, mã khối và
đối xứng.
6/12/2013 4
2. MẬT MÃ KHỐI DES – Data Encryption
Standard
 DES là một thuật toán mã hóa khối khóa bí mật, sử
dụng cấu trúc khối cơ bản Feistel.
 Được phát triển bởi hãng IBM.
 Tháng 8/1976, DES được chọn làm chuẩn chính thức.
Chuẩn mã hóa dữ liệu DES
6/12/2013 5
Sơ đồ quá
trình mã hóa
IP: Initial Permutation
IP-1: Inverse IP
Nếu C là bản mã thì
ta có:
C = IP-1(R16L16)
6/12/2013 6
Mô tả hàm Feistel (hàm F)
Hàm F bao gồm
các thành phần
quan trọng như
sau:
1. Hàm mở rộng E
2. Các hộp S-box
3. Hộp P-box
Vị trí của hàm F trong vòng lặp
6/12/2013 7
Chức năng của hàm Feistel
6/12/2013 8
Thuật toán sinh khóa con
PC-1: Phép hoán vị 1.
PC-2: Phép hoán vị 2.
LS biểu diễn phép dịch
bít vòng sang trái.
Vòng lặp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Số bít 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1
dịch
6/12/2013 9
Quá trình giải mã DES
 Quá trình giải mã chính là
thực hiện theo thứ tự đảo
ngược của quá trình mã hóa.
6/12/2013 10
Các chế độ sử dụng mã khối DES
6/12/2013 11
3. ĐÁNH GIÁ VỀ DES
Ưu điểm
- Mã hóa nhanh, bảo mật cao.
- Thuật toán công khai, dễ hiểu, dễ cài đặt.
- Được tích hợp trong mạch cứng, tốc độ mã hóa cực nhanh.
Yếu điểm
- Tính bù.
- Khóa yếu.
- Có cấu trúc đại số.
- Không gian khóa tương đối nhỏ.
6/12/2013 12
Các phương pháp thám mã DES
Khi nhắc đến thám mã DES:
 Tấn công Brute – force (vét cạn khóa).
 Thám mã vi sai (Differential Cryptanalysis - DC).
 Thám mã tuyến tính (Linear Cryptanalysis - LC).
 Tấn công Davies (Davies’ attack)
6/12/2013 13
So sánh DES với các kỹ thuật mã
hóa khác
 Các hệ mã cổ điển
 Các hệ mã hiện đại, nâng cao
6/12/2013 14
4. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MÔ
PHỎNG THUẬT TOÁN DES
CHƯƠNG TRÌNH MÃ HÓA VÀ GIẢI
MÃ FILE (.TXT)
MÃ GIẢI
HÓA MÃ
CHỌN FILE CHỌN FILE
TEXT MÃ TEXT GIẢI
HÓA MÃ
NHẬP NHẬP
KHÓA KHÓA
MÃ HÓA GIẢI MÃ
FILE FILE
Sơ đồ chức năng của chương trình
6/12/2013 15
Quá trình mã hóa File
Chuỗi Độn Chia
File văn
nhị thêm bít thành
bản
phân “0” các khối
Khóa Mã hóa từng Khối
Chuỗi Các
File mã
nhị khối
hóa
phân bản mã
6/12/2013 16
Quá trình giải mã File
Chuỗi Chia
File mã
nhị thành
hóa
phân các khối
Khóa Giải mã từng Khối
Chuỗi Các Loại bỏ bit “0” đã
File văn
nhị khối thêm vào ở khối bản
bản
phân bản rõ rõ cuối
6/12/2013 17