Standar Enkripsi Data

Standar Enkripsi Data (DES) adalah sandi blok kunci simetris yang diterbitkan oleh National Institute of Standards and Technology (NIST).

DES adalah implementasi dari Feistel Cipher. Ini menggunakan 16 struktur Feistel bulat. Ukuran blok 64-bit. Padahal, panjang kunci 64-bit, DES memiliki panjang kunci efektif 56 bit, karena 8 dari 64 bit kunci tidak digunakan oleh algoritma enkripsi (berfungsi sebagai bit cek saja). Struktur Umum DES digambarkan dalam ilustrasi berikut -

Karena DES didasarkan pada Feistel Cipher, semua yang diperlukan untuk menentukan DES adalah -

Fungsi bulat
Jadwal utama
Pemrosesan tambahan apa pun - Permutasi awal dan akhir

Permutasi Awal dan Akhir

Permutasi awal dan akhir adalah kotak Permutasi lurus (P-box) yang merupakan invers satu sama lain. Mereka tidak memiliki signifikansi kriptografi dalam DES. Permutasi awal dan akhir ditampilkan sebagai berikut -

Fungsi Bulat

Inti sandi ini adalah fungsi DES, f . Fungsi DES menerapkan kunci 48-bit ke paling kanan 32 bit untuk menghasilkan keluaran 32-bit.

Expansion Permutation Box- Karena input yang benar adalah 32-bit dan kunci bulat adalah 48-bit, pertama-tama kita perlu memperluas input yang benar menjadi 48 bit. Logika permutasi secara grafis digambarkan dalam ilustrasi berikut -

Logika permutasi yang digambarkan secara grafis umumnya dijelaskan sebagai tabel dalam spesifikasi DES yang diilustrasikan seperti yang ditunjukkan -

XOR (Whitener).- Setelah permutasi ekspansi, DES melakukan operasi XOR pada bagian kanan yang diperluas dan tombol bulat. Tombol bulat hanya digunakan dalam operasi ini.
Substitution Boxes.- S-box melakukan pencampuran yang sebenarnya (kebingungan). DES menggunakan 8 S-box, masing-masing dengan input 6-bit dan output 4-bit. Lihat ilustrasi berikut -

Aturan S-box diilustrasikan di bawah ini -

Ada total delapan tabel S-box. Output dari semua delapan s-box kemudian digabungkan menjadi bagian 32 bit.
Straight Permutation - Output 32 bit dari S-box kemudian dikenai permutasi lurus dengan aturan yang ditunjukkan pada ilustrasi berikut:

Pembuatan Kunci

Generator kunci bulat membuat enam belas kunci 48-bit dari kunci sandi 56-bit. Proses pembuatan kunci digambarkan dalam ilustrasi berikut -

Logika untuk penurunan Paritas, pergeseran, dan Kompresi P-box diberikan dalam deskripsi DES.

Analisis DES

DES memenuhi kedua sifat block cipher yang diinginkan. Kedua sifat ini membuat sandi sangat kuat.

Avalanche effect - Perubahan kecil pada teks biasa menghasilkan perubahan yang sangat besar pada teks tersandi.
Completeness - Setiap bit teks tersandi bergantung pada banyak bit teks biasa.

Selama beberapa tahun terakhir, kriptanalisis menemukan beberapa kelemahan pada DES ketika kunci yang dipilih adalah kunci yang lemah. Kunci-kunci ini harus dihindari.

DES telah terbukti menjadi block cipher yang dirancang dengan sangat baik. Tidak ada serangan cryptanalytic yang signifikan pada DES selain pencarian kunci yang lengkap.