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Erläuterungen zum DES-Schlüsselverfahren von R. Baumann auf Grundlage des Skriptes von Jörg Holzhauer, Uni Stuttgart.

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Präsentation zum Thema: "Erläuterungen zum DES-Schlüsselverfahren von R. Baumann auf Grundlage des Skriptes von Jörg Holzhauer, Uni Stuttgart."—  Präsentation transkript:

1 Erläuterungen zum DES-Schlüsselverfahren von R. Baumann auf Grundlage des Skriptes von Jörg Holzhauer, Uni Stuttgart

2 Überblick 64 bit Input64 bit Output Eingangs- permutation Ausgangs- permutation L-Block S1S2S3S4S5S6S7S8 Permutation R-Block Expansion 2x 32 bit 32 bit 64 bit 48 bit 32 bit 56 Bit Schlüssel Permutation C-BlockD-Block 28 bit L-Shift 48 bit Schlüssel- Auswahl

3 Im Detail: 64 bit Input64 bit Output Eingangs- permutation Ausgangs- permutation L-Block S2S3S4S5S6S7S8 Permutation 56 Bit Schlüssel Permutation C-BlockD-Block S1 R-Block 32 bit 64 bit 48 bit 32 bit 28 bit L-Shift Expansion L-Shift 48 bit Schlüssel- Auswahl R-Block S1 + 8 bit Par.

4 Eingangspermutation permutiert die eingehenden Bits nach einem fest vorgegebenen Schema: Ein- gangs- bits Ausgangsbits 1 - 16585042342618102605244362820124 17 - 32625446383022146645648403224168 33 - 4857494133251791595143352719113 49 - 64615345372921135635547393123157

5 Bildung von L- und R-Blöcken Aufteilen der Blocks in einen linken und einen rechten Block: 0100 0001 1101 1001 1000 1110 0010 1111 L-Block R-Block

6 Veroderung Die Veroderung des expandierten rechten Blocks soll hier am Beispiel der 12 Bits der letzten Folie gezeigt werden mit einem beispielhaften 12 Bit Schlüssel gezeigt werden: 110011 XOR 100010 111000 ( Schlüssel) Ergebnis: 010001 001011 Die farblich hervorgehobenen Bits spielen bei der anschließenden S-Box Verarbeitung eine besondere Rolle!

7 S1-Box Eine S-Box hat Zeilen- und Spaltenköpfe mit hexadezimalen Zahlen: D60AE3B5719428CF3 05A379CFB26D8E142 8359BC6A1D2E47F01 7095C6A38BF21D4E0 FEDCBA9876543210 S-Box 1

8 S1-Box Wie werden die Koordinaten für den ersten sechser Block ermittelt? D60AE3B5719428CF3 05A379CFB26D8E142 8359BC6A1D2E47F01 7095C6A38BF21D4E0 FEDCBA9876543210 S1-Box 010001 Für die Zeile: 01 (bin)= 1 (hex), also Zeile 1 Für die Spalte: 1000 (bin) = 8 (hex), also Spalte 8, somit A (hex) = 1010 (bin) Das Ergebnis lautet nach Durchlauf der S1-Box also: 1010

9 S2-Box 001011 Für die Zeile: 01 (bin)= 1 (hex), also Zeile 1 Für die Spalte: 0101 (bin) = 5 (hex), also Spalte 5, somit F (hex) = 1111 (bin) Das Ergebnis lautet nach Durchlauf der S1 und S2-Box also: 1010 1111. 0123456789ABCDEF 0F18E6B34972DC03A 13D47F28EC01A69B5 20E7BA4D158C6932F 3D8A13F42B67C05E9 Wie werden die Koordinaten für den zweiten sechser Block ermittelt? S2-Box

10 1 1 Expansion Bei der Expansion wird so vorgegangen (am Beispiel eines 8 bit Blocks): 11001 1 So werden aus 8 Bit 12 Bit…

11 Schlüsselpermutation Hier werden die relevanten 56 Bit aus dem 64 Bit Schlüssel ausgewählt und permutiert : Bit 1-75749413325179 Bit 9-151585042342618 Bit 17-231025951433527 Bit 25-311911360524436 Bit 33-3963554739312315 Bit 41-477625446383022 Bit 49-551466153453729 Bit 57-63211352820124

12 Schlüsselauswahl Bei der Schlüsselauswahl werden aus dem permutierten Schlüssel hart 48 Bit ausgewählt (einige fehlen) und bezogen auf die Position nochmals permutiert: 141711241532815621 10 23191242681672720132 415231374755304051453348 444939563453464250362932

13 Links-Shift 1 Beim Links-Shift werden die Positionen der Bits im Register pro Verschlüsselungsdurchgang um folgende Anzahl der Positionen verschoben: Schritt:12345678910111213141516 Shifts1122222212222221 D.h., dass z.B. beim 1. Durchgang eine Verschiebung nach links, beim 3. eine Verschiebung um weitere 2 Stellen nach links usf. durchgeführt wird. Dazu ein Beispiel…

14 Links-Shift 2 3644526031119Bit 25-31 2735435159210Bit 17-23 1826344250581Bit 9-15 9172533414957Bit 1-7 vorher… 5736445260311Bit 25-31 1927354351592Bit 17-23 10182634425058Bit 9-15 1 91725334149Bit 1-7 nachher…

15 Permutation nach S-Box Bit 1-8167202129122817 Bit 9-1611523265183110 Bit 17-24282414322739 Bit 25-3219133062211425

16 Ausgangspermutation Dieses ist die Inverse der Eingangspermutation: Ein- gangs- bits Ausgangsbits 1 - 16408481656246432397471555236331 17 - 32386461454226230375451353216129 33 - 48364441252206028353431151195927 49 - 6434242105018582633141949175725

17 Weitere Infos: Ausgangspunkt zu dieser Präsentation war: www.ra.informatik.uni-stuttgart.de/~gundolf/kryptochip/Buch/Buch_des.2.html www.ra.informatik.uni-stuttgart.de/~gundolf/kryptochip/Buch/Buch_des.2.html Mein besonderer Dank Herrn Dr. Jörg Schneider, ohne den es diese Präsentation nicht gegeben hätte.


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