Data Encryption Standard

Data Encryption Standard (zkráceně DES) je druh symetrického šifrovacího algoritmu se soukromým klíčem používaný k ochraně soukromých dat. Byl to první šifrovací algoritmus který byl uznán vládou USA a zveřejněn pro všeobecné užívání. Patří mezi symetrické šifry a je založen na Feistelově blokové šifře.

Historie

Již od začátku se objevovaly názory a předpoklady jak je teoretický možné tuto šifru prolomit za pomoci lepší výpočetní techniky. S postupem času a nárůstem výkonu výpočetní techniky se již šifra DES přestala zdát tak bezpečnou. Mnoho z těchto metod sice nakonec uplatněno nebylo ale staly se základem pro kryptoanalýzu většiny moderních šifer. Electronic Frontier Foundation nechal vytvořit roku 1998 přístroj se speciálně vyrobenými čipy který stál 250 000 dolarů. Tento přístroj pojmenovaný jako DES Cracker byl tvořen 1,536 čipy a dokázal prohledat 88 miliard klíčů za vteřinu. Tento přístor rozluštil zprávu zašifrovanou pomocí šifry DES v průběhu za 56 hodin. Tehdy bylo již dlouho dobu jasné že je potřeba nový a lepší standard. Tím se v roce 2000 stala šifra Rijndael a od šifry DES se pomalu ustupovalo ačkoliv bylo možné využít jeho bezpečnějších modifikací jako byl TripleDES.

Principy fungování DES

Data Encryption Standard je 64 bitová bloková šifra což znamená že data které je potřeba zašifrovat jsou rozdělena do 64 bitových bloků a každý z nich je jednotlivě transformován šifrovacím algoritmem. Aby opakované použití transformace na všechny bloky nebylo slabinou vedoucí ke snadnějšímu prolomení šifry, jsou zde navíc uplatněny takzvané “modes of operation” díky nímž zašifrovaná data působí jako náhodné sekvence. Data Encryption Standard byla založena na Feistelově blokové šifře a funguje na principu “avalanche efekt”, tzn. maá změna v plaintextu způsobí signifikantní změnu v šifrovém textu.

Proces šifrování

Otevřená data, která jsou určena k zašifrování jsou nejdříve rozdělená do bloků po 64 bitech se kterými je následně prováděna řada operací. Jako první dochází k permutaci dat za pomoci tabulky IP, jedná se o výpočetně náročný krok. Dalším krokem ke kterému dochází je přidání kryptografického klíče, který je přídáván bit po bitu a dochází k trasformaci dat pomocí funkce XOR. Třetím důležitým procesem je nelineární substituce. To vše se provádí v mnoha opakováních (rounds).

Dešifrování

Co se dešifrování týče, jedná se prakticky o totožný postup, pouze v invertované podobě. Jako input je použit text šifrovaný a po aplikaci klíče získáme text otevřený.

Nedostatky šifry DES

slabá délka klíče s-boxy