Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 32
Лабораторная работа
«Алгоритм формирования ключей в процессе функционирования
DES
»
по дисциплине
«Методы и средства защиты информации»
Москва 2009 г.
Оглавление
Техническое задание. 3 Алгоритм формирования ключей в процессе функционирования DES. 3 Работа алгоритма. 4 1 шаг. Перестановки битов ключа с использованием таблицы перестановок. 5 2 шаг. Разбиение ключа. 6 3 шаг. Создание 16-ти подключей путем сдвига. 7 4 шаг. Перестановка битов ключа с использованием таблицы PC1. 8 Исходный код. 9 Пример работы программы.. 15 1. Реализовать алгоритм формирования ключей в процессе функционирования DES на языке программирования C++. 2. Провести тест программы. Формирование ключей – алгоритм, позволяющий получить по относительно короткому ключу шифрования последовательность раундовых ключей. Входные данные: Ключ состоит из 8 символов или 8 байт. Соответственно ключ имеет размер 64 байта. Но размер ключа используется только для записи (для организации данных). Фактически, каждый 8 бит отбрасывается и эффективный размер ключа – 56 бит. Для примера введем: olga1234 Заданный ключ в двоичном представлении: 0110111101101100011001110110000100110001001100100011001100110100 В начале над ключом шифра выполняется операция B, которая сводится к выбору определенных бит и их перестановке, как это показано в таблицей. Причем, первые четыре строки определяют, как выбираются биты последовательности C(0) (первым битом C(0) будет бит 57 бит ключа шифра, затем бит 49 и т.д., а последними битами биты 44 и 36 ключа шифра), а следующие четыре строки – как выбираются биты последовательности D(0) (т.е. последовательность D(0) будем состоять из битов 63,55,…, 12, 4 ключа шифра). В результате перестановки ключ будет выглядеть так: 00001111111111111111000000000101110101100101100001110011 На этом шаге осуществляется разбиение ключа на 2 половины C0
и D0
. Каждая половина содержит 28 бит. C0
: 0000111111111111111100000000 D0
: 0101110101100101100001110011 После определения C(0) и D(0) рекурсивно определяются C(i) и D(i), i=1,2,…, 16. Для этого применяются операции сдвига влево на один или два бита в зависимости от номера шага итерации, как это показано в таблице «Функция сдвига Si». Операции сдвига выполняются для последовательностей C(i) и D(i) независимо. Например, последовательность C(3) получается, посредством сдвига влево на две позиции последовательности C(2), а последовательность D(3) – посредством сдвига влево на две позиции последовательности D(2). Следует иметь в виду, что выполняется циклический сдвиг влево. Например, единичный сдвиг влево последовательности C(i) приведет к тому, что первый бит C(i) станет последним и последовательность бит будет следующая: 2,3,…, 28,1. Таблица «Функция сдвига Si» В результате сдвига получаем следующие пары C1
: 0001111111111111111000000000 D1
: 1011101011001011000011100110 C2
: 0011111111111111110000000000 D2
: 0111010110010110000111001101 C3
: 1111111111111111000000000011 D3
: 1101011001011000011100110111 C4
: 1111111111111100000000001111 D4
: 0101100101100001110011011101 C5
: 1111111111110000000000111111 D5
: 0110010110000111001101110101 C6
: 1111111111000000000011111111 D6
: 1001011000011100110111010110 C7
: 1111111100000000001111111111 D7
: 0101100001110011011101011001 C8
: 1111110000000000111111111111 D8
: 0110000111001101110101100101 C9
: 1111100000000001111111111111 D9
: 1100001110011011101011001011 C10
: 1110000000000111111111111111 D10
: 0000111001101110101100101100 C11
: 1000000000011111111111111110 D11
: 0011100110111010110010110000 C12
: 0000000001111111111111111000 D12
: 1110011011101011001011000011 C13
: 0000000111111111111111100000 D13
: 1001101110101100101100001110 C14
: 0000011111111111111110000000 D14
: 0110111010110010110000111001 C15
: 0001111111111111111000000000 D15
: 1011101011001011000011100110 C16
: 0011111111111111110000000000 D16
: 0111010110010110000111001101 До финальной перестановки битов ключей, необходимо слияние каждой пары данных. После того, как для каждого битового блока Cn
Dn
, где 1<=n
<=16 осуществиться соответствующая перестановка по таблице (см ниже), формируя ключи. Только 48 бит каждой объединенной пары сохраняется в перестановленном ключе. Все подключи: K
1
: 111001111101001101110010001100110001010011011101 K
2
: 111001101101001101110011111011100011011001010110 K
3
: 101011111101001111011011001111011110001011101010 K
4
: 001111100101001111011011011101001101110001000011 K
5
: 001111100101100111011001100011101010010001111110 K
6
: 000111110110100111011101101010011111111011000000 K
7
: 000111100110110110011101011111001100011000110011 K
8
: 010111100010110110101101100111110100110001001110 K
9
: 010110111010110110101101010001010001111010110110 K
10
: 110110001010110010101111110110010010100011111001 K
11
: 111100001010111010100110001000111101101000011101 K
12
: 111100011011111000100110000101110011010010110110 K
13
: 111000011011011001110110111010010000100011100101 K
14
: 111001001101011001110110010001101110101010011111 K
15
: 111001111101001101110010001100110001010011011101 K
16
: 111001101101001101110011111011100011011001010110 #include <stdio.h> #include<math.h> #include<string.h> #include<stdlib.h> int main (int argc, char *argv[]) { int i, b, y, r, j, v, p, m, l, f, u, k, a, s, q, D[100] [100], Y[100] [100], U[100] [100], X[1000] [1000], E[100] [100], G[100] [100], W[100] [100], P[100] [1 $ double z; int key[16]={1,1,2,2,2,2,2,2,1,2,2,2,2,2,2,1}; char A[1000]; char B[200]; char N[200]; char T[200]; char C[1000]; char Z[43]; char R[43]; char L[43]; char *str2; char *str; char *str1; char *str3; char *str4; char *str5; char d[100]; printf («\nVvedite key\n»); str=(char *) (malloc(1000)); for (i=0; i<1000; i++) { scanf («%c»,&str[i]); if (str[i]==(char) 10) { m=i; break; } if (str[i]==(char) 32) { str[i]=157;} } if (m!=8) { printf («\nKey neveren\n»); } for (i=0; i<m; i++) { A[i]=str[i];} for (i=0; i<m; i++) { B[i]=(int) A[i]; printf («%d\n», B[i]); } for (i=0; i<m; i++) { f=B[i]; for (j=0; j<8; j++) { if (f<1) { X[j] [i]=0; goto Metka;} s=f/2; /*printf («%d», s);*/ z=fmod (f, 2); if (z!=0) X[j] [i]=1; else X[j] [i]=0; f=s; Metka:printf («%d», X[j] [i]);} printf («\n»); } printf («\n»); k=0; for (i=0; i<m; i++) { k=i*8; for (j=0; j<8; j++) { N [j+k]=X [8-j-1] [i]; } } for (i=0; i<64; i++) { printf («%d», N[i]);} printf («\n»); C[0]=N[57]; C[1]=N[49]; C[2]=N[41]; C[3]=N[33]; C[4]=N[25]; C[5]=N[17]; C[6]=N[9]; C[7]=N[1]; C[8]=N[58]; C[9]=N[50]; C[10]=N[42]; C[11]=N[34]; C[12]=N[26]; C[13]=N[18]; C[14]=N[10]; C[15]=N[2]; C[16]=N[59]; C[17]=N[51]; C[18]=N[43]; C[19]=N[35]; C[20]=N[27]; C[21]=N[19]; C[22]=N[11]; C[23]=N[3]; C[24]=N[60]; C[25]=N[52]; C[26]=N[44]; C[27]=N[36]; C[28]=N[63]; C[29]=N[55]; C[30]=N[47]; C[31]=N[39]; C[32]=N[31]; C[33]=N[23]; C[34]=N[15]; C[35]=N[7]; C[36]=N[62]; C[37]=N[54]; C[38]=N[46]; C[39]=N[38]; C[40]=N[30]; C[41]=N[22]; C[42]=N[14]; C[43]=N[6]; C[44]=N[61]; C[45]=N[53]; C[46]=N[45]; C[47]=N[37]; C[48]=N[29]; C[49]=N[21]; C[50]=N[13]; C[51]=N[5]; C[52]=N[28]; C[53]=N[20]; C[54]=N[12]; C[55]=N[4]; for (i=0; i<56; i++) { printf («%d», C[i]); } for (i=0; i<56; i++) { if (i<28) { Z[i]=C[i];} if (i>27) { R [i-28]=C[i];} } printf («\n»); for (i=0; i<28; i++) { printf («%d», Z[i]);} printf («\n»); for (i=0; i<28; i++) { printf («%d», R[i]);} printf («\n»); printf («\n»); for (j=0; j<16; j++) { v=key[j]; for (i=0; i<28; i++) { if (v==2) { Y[26] [j]=Z[0]; Y[27] [j]=Z[1]; U[26] [j]=R[0]; U[27] [j]=R[1]; } if (v==1) { Y[27] [j]=Z[1]; U[27] [j]=R[1]; } if (i<(28-v)) { Y[i] [j]=Z [i+v]; U[i] [j]=R [i+v];} Z[i]=Y[i] [j]; R[i]=U[i] [j]; /*printf («%d», U[i] [j]);*/ } /*printf («\n»);*/ } for (j=0; j<16; j++) { for (i=0; i<56; i++) { if (i<28) { W[i] [j]=Y[i] [j];} if (i>27) { W[i] [j]=U [i-28] [j];} printf («%d», W[i] [j]); } printf («\n»); } for (j=0; j<16; j++) { P[0] [j]=W[14] [j]; P[1] [j]=W[17] [j]; P[2] [j]=W[11] [j]; P[3] [j]=W[24] [j]; P[4] [j]=W[1] [j]; P[5] [j]=W[5] [j]; P[6] [j]=W[3] [j]; P[7] [j]=W[28] [j]; P[8] [j]=W[15] [j]; P[9] [j]=W[6] [j]; P[10] [j]=W[21] [j]; P[11] [j]=W[10] [j]; P[12] [j]=W[23] [j]; P[13] [j]=W[19] [j]; P[14] [j]=W[12] [j]; P[15] [j]=W[4] [j]; P[16] [j]=W[26] [j]; P[17] [j]=W[8] [j]; P[18] [j]=W[16] [j]; P[19] [j]=W[7] [j]; P[20] [j]=W[27] [j]; P[21] [j]=W[20] [j]; P[22] [j]=W[13] [j]; P[23] [j]=W[2] [j]; P[24] [j]=W[41] [j]; P[25] [j]=W[52] [j]; P[26] [j]=W[31] [j]; P[27] [j]=W[37] [j]; P[28] [j]=W[47] [j]; P[29] [j]=W[55] [j]; P[30] [j]=W[30] [j]; P[31] [j]=W[40] [j]; P[32] [j]=W[51] [j]; P[33] [j]=W[45] [j]; P[34] [j]=W[33] [j]; P[35] [j]=W[48] [j]; P[36] [j]=W[44] [j]; P[37] [j]=W[49] [j]; P[38] [j]=W[39] [j]; P[39] [j]=W[56] [j]; P[40] [j]=W[34] [j]; P[41] [j]=W[53] [j]; P[42] [j]=W[46] [j]; P[43] [j]=W[42] [j]; P[44] [j]=W[50] [j]; P[45] [j]=W[36] [j]; P[46] [j]=W[29] [j]; P[47] [j]=W[32] [j]; } for (j=0; j<16; j++) { for (i=0; i<48; i++) { printf («%d», P[i] [j]); } printf («\n»); } }
|