Data Encryption Standard (DES)

& Triple DES (3DES)

Felipe Haack Schmitz, Isabella C. Rota, Laís F. Berlatto

DESData Encryption Standart

Histórico

● Criação pela IBM ● Interferência pela NSA

● Adoção pelo NBS

● Padronização pela ANSI

DESData Encryption Standart

Criação pela IBM

LUCIFER ( Horst Feistel) 1971

DES (Warlter Tuchman) 1972 a1974

Principal e mais difundido algoritmo de chave única do mundo e o único até hoje a se transformar em padrão.

Descrição

● Como funciona

● Qual sua finalidade ● Segurança

● Tamanho das chaves

● Criptoanálise Diferencial

Descrição

Ciframento composto que cifra 64 bits(8 caracteres) em blocos de 64 bits.Usa uma chave composta por 56 bits e mais 8 de paridade.Assim para cada chave, há uma substituição monolfabética sobre um alfabeto de 264 letras.

Funcionamento:

1.Uma substituição fixa, chamada permutação inicial, de 64 bits em 64 bits;

2. Uma transformação, que depende de uma chave de 48 bits, e que preserva a metade a direita;

3.Uma troca das duas metades de 32 bits;

4. Repetem-se os passos 2 e 3 16 vezes;

5. Inversão da permutação inicial;

São 3 tipos de permutação:

● Straight permutation: primeira etapa, na qual os bits são reordenados;

● Expanded permutation: segunda etapa, na qual alguns bits são duplicados e então reordenados, aumentado assim o número de bits da saída;

● Permuted choice: terceira etapa, na qual alguns bits são descartados para depois reordenar os restantes, dimunuindo os bits de saída.

● Os blocos que constróem o algoritmo são permutações, substituições e operações de ''ou exclusivo''.

● As substituições são conhecidas como S-boxes, que são caixas de substituição e são especificadas em 8 tabelas onde entram blocos de 6 e saem blocos de 4 bits. O primeiro e o último bit são tomados como se fossem um número de 2 bits, formando assim as linhas das tabelas das caixas S. Os bits 2 a 5 agrupados formam um vetor de 0 a 15.

Segurança do DES

● O DES pode ser quebrado pelo metodo "força bruta", tentando-se todas as combinações possíveis para a chave. Como a chave é de 56 bits, tem-se um total de 256 chaves possíveis, ou aproximadamente 1017 possibilidades.

Segurança do DES

● No entanto, foi conjeturada a construção de uma máquina especial que faz 1012 ciframentos por segundo, o que faria com que a as possibilidades fossem exauridas em um dia.

● Esta máquina conteria 106 chips, cada chips examinando uma parte diferente do espaço de chaves. Porém custaria em torno de 20 milhões de dólares.

Polêmica:

●A questão da segurança do DES criou polêmica desde da sua criação pois há expeculações sobre a existência de uma trap door: uma entrada por onde seria mais fácil o deciframento por parte do governo americano através da NSA.

Chaves Fracas

● Devido as modificações iniciais que a chave sofre, onde o valor inicial é dividido em duas metades, o DES corre o risco de trabalhar com chaves fracas.

● Se todos os bits da chave forem formados apenas por 0 ou

apenas por 1, a chave usada para qualquer ciclo do algoritmo será a mesma usada para qualquer outro ciclo do algoritmo.

● Com isso, existem pares de chaves [A,B], onde

A cifra um texto em claro e tanto A quanto B são capazes de decifrar o criptograma cifrado por A.

Tamanho das Chaves

● O LUCIFER possuia uma chave de 128 bits. ● Anos mais tarde, com a criação e padronização do DES, a

chave utilizada passou a ter 58 bits. ● Criptólogos da época argumentaram que o número de bits

deveria ser aumentado. ● Em 1981, Diffie e Hellman, devido a evolução da

tecnologia computacional e de processamento, disseram que em 1990 o DES seria um algoritmo completamente inseguro. O que, de fato, ocorreu.

Número de Interações

● Existirem vários ataques bem sucedidos contra o DES com poucas interações.

● Em 1992, o DES foi facilmente quebrado em 4 interações.

● Alguns anos depois, o mesmo ocorreu com 6 interações.

● O DES com menos de 16 bits é mais facilmente quebrado

pelo método do texto conhecido do que pela força bruta.

Estrutura das caixas S

● A NSA também foi acusada de modificações na caixa S.

● A sua estrutura conteria uma trap door escondida, apenas para eles entrarem.

Criptoanálise Diferencial

● Em 1990, Eli Biham e Adi Shamir introduziram o termo Criptoanálise Diferencial.

● Eles mostravam uma maneirade quebrar o DES com maior

eficiência do que o método de força bruta. ● Ela procura por pares de texto em claro e pares de texto

cifrados. ● O ataque examina os pares cifrados: pares de texto cifrados

cujos textos em claro têm certas particularidades. ● Esse método funciona bem contra o DES ou qualquer outro

tipo de algoritmo que utilize a estrutura de caixas semelhantes a do DES.

3DESTriple Data Encryption Standart

● Porque o 3DES foi criado?

O algoritmo 3DES foi criado pelas dúvidas de segurança do DES.

3DESTriple Data Encryption Standart

● Modificações ocorridas?

Criptação do dado, feito com três chaves.

3DESTriple Data Encryption Standart

● Vantagens do Triplo DES Maior segurança do dado.

Aumento das etapas de criptografia.