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    數據加密標準是什么?

    來源:TechTMT.Com  作者:整理  日期:2022-06-01 16:30:06

    數據加密標準(Data Encryption Standard,縮寫為 DES)是一種對稱密鑰加密塊密碼算法,1976 年被美國聯邦政府的國家標準局確定為聯邦資料處理標準(FIPS),隨后在國際上廣泛流傳開來。它基于使用 56 位密鑰的對稱算法。這個算法因為包含一些機密設計元素,相對短的密鑰長度以及懷疑內含美國國家安全局(NSA)的后門而在開始時有爭議,DES 因此受到了強烈的學院派式的審查,并以此推動了現代的塊密碼及其密碼分析的發展。

    DES 現在已經不是一種安全的加密方法,主要因為它使用的 56 位密鑰過短。1999 年 1 月,distributed.net 與電子前哨基金會合作,在 22 小時 15 分鐘內即公開破解了一個 DES 密鑰。也有一些分析報告提出了該算法的理論上的弱點,雖然在實際中難以應用。為了提供實用所需的安全性,可以使用 DES 的派生算法 3DES 來進行加密,雖然 3DES 也存在理論上的攻擊方法。DES 標準和 3DES 標準已逐漸被高級加密標準(AES)所取代。另外,DES 已經不再作為國家標準科技協會(前國家標準局)的一個標準。在某些文獻中,作為算法的 DES 被稱為 DEA(Data Encryption Algorithm,數據加密算法),以與作為標準的 DES 區分開來。

    DES 是一種典型的塊密碼—一種將固定長度的明文通過一系列復雜的操作變成同樣長度的密文的算法。對 DES 而言,塊長度為 64 位。同時,DES 使用密鑰來自定義變換過程,因此算法認為只有持有加密所用的密鑰的用戶才能解密密文。密鑰表面上是 64 位的,然而只有其中的 56 位被實際用于算法,其余 8 位可以被用于奇偶校驗,并在算法中被丟棄。因此,DES 的有效密鑰長度僅為 56 位。

    與其它塊密碼相似,DES 自身并不是加密的實用手段,而必須以某種工作模式進行實際操作。FIPS-81 確定了 DES 使用的幾種模式。FIPS-74 包括了更多關于 DES 使用的討論。

    DES 的歷史

    DES 最初出現在 1970 年代早期。1972 年,在一個對美國政府的計算機安全需求的研究得出結果后,NBS(國家標準局,現在的 NIST)開始征集用于加密政府內非機密敏感信息的加密標準[3]。因此 1973 年 5 月 15 日,在咨詢了美國國家安全局(NSA)之后,NBS 向公眾征集可以滿足嚴格設計標準的加密算法。然而,沒有一個提案可以滿足這些要求。因此在,1974 年 8 月 27 日,NBS 開始了第二次征集。這一次,IBM 提交了一種在 1973-1974 年間發展的算法,這份提案被有限度的接受了。

    這種算法是基于早先霍斯特·費斯妥(Horst Fiestel)提出的 Lucifer 算法的。費斯妥,沃爾特·塔克曼(Walter Tuchman),道·科柏密斯(Don Coppersmith),艾倫·康海姆(Alan Konheim),卡爾·梅爾(Carl Meyer),邁克·馬加什(Mike Matyas),羅伊·阿德勒(Roy Adler),埃德娜·格羅斯曼(Edna Grossman),比爾·諾茲(Bill Notz),林恩·史密斯(Lynn Smith)以及布萊恩特·塔克曼等人參與了 IBM 在算法設計和分析方面的工作。

    安全與密碼分析

    雖然已發表的針對 DES 的密碼分析的研究文章多于所有其它的塊密碼,到目前為止,最實用的攻擊方法仍然是暴力攻擊。已知 DES 有一些次要的可能導致加密強度降低的密碼學特性,同時有 3 種理論攻擊的理論復雜性小于暴力破解,但需要不現實的已知明文或選擇明文數量,并無實用價值。

    分類:原創
    編輯:太初
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