- 1 BÀI T Ậ P L Ớ N MÔN: AN TOÀN VÀ B Ả O M Ậ T THÔNG TIN Đề tài : Nghiên c ứ u h ệ mã hóa IDEA, ví d ụ v ề mã hóa theo h ệ IDEA và Xây d ựng chương trình thự c hi ệ n vi ệ c mã hóa và gi ả i mã theo IDEA (có th ể dùng chương trình mã nguồ n m ở ho ặc chương trình tự vi ế t tay) Sinh viên: Nguy ễ n H ữ u To ả n Gi ả ng viên: Th.S Đặ ng Văn Nam L ớ p: CNPM K54 MSSV M ụ c L ụ c Ph ầ n I: H ệ m ậ t IDEA. - 3 Thu ậ t toán IDEA. - Các phép toán s ử d ụ ng trong IDEA. - Mã hoá và gi ả i mã trong IDEA. - Cách th ự c hi ệ n mã hoá và gi ả i mã theo IDEA. - 19 Ph ần III: Chương trình mô tả thu ậ t toán. - Mã hóa. - Gi ả i mã. - 22 3 Ph ầ n I: H ệ m ậ t IDEA Thu ậ t toán IDEA Trong ngành m ậ t mã h ọc, phương pháp IDEA (International Data Encryption Algorithm) là m ột phương pháp mã khối. - Phương pháp này đưa ra như là m ộ t s ự thay th ế cho phương pháp cũ DEA (Data Encryption Standard). - Ti ề n thân c ủa IDEA là phương pháp mã trước đó có tên là PES(Proposed Encryption Standard). - Thu ậ t toán IDEA ( International Encryption Algorithm) đượ c mô t ả như sau: 1 . - Nh ững điể m chính: IDEA là phương pháp mã khố i s ử d ụng 128 bit khoá để mã kh ố i d ữ li ệ u 64 bit. - T ừ khi m ới đượ c công b ố thì thu ật toàn này đều là đối tượ ng quan tâm c ủ a các nhà phân tích m ậ t mã(mã thám), và không ai có th ể đả m b ảo đượ c m ức độ ch ắ c ch ắ n, s ự an toàn c ủ a thu ậ t toán này cung c ấp và cũng không ai có thể b ảo đả m r ằ ng vi ệ c t ấ n công hay độ t phá vào thu ậ t toán này là không th ể thành công. - Độ an toàn c ủ a kh ố i : kh ố i ph ải có độ dài đủ để ch ố ng l ại các phương pháp phân tích th ống kê và ngăn việ c m ộ t s ố kh ối nào đó xuấ t hi ệ n nhi ều hơn các khố i khác. - Độ dài khoá : Khoá ph ải có độ dài đủ để ch ố ng l ại các phương pháp vét cạ n khoá ( Ch ố ng kh ả năng thử các khoá đượ c sinh ra t ừ (N)bit khoá cho trướ c. - Các phép toán s ử d ụ ng trong IDEA Trong thu ậ t toán IDEA g ồ m có 3 thu ậ t toán sau. - Phép c ộ ng 2 s ố nguyên l ấ y modulo v ới đầu vào và các đầ u ra là các s ố nguyên không d ấ u 16 bit. - Phép nhân hai s ố nguyên l ấ y modulo 216 +1 v ới đầu vào và đầ u ra là các s ố nguyên không d ấ u 16 bit. - Trong IDEA s ự phân b ố đượ c t ạ o ra d ự a trên kh ố i thu ậ t toán có c ấu trúc như hình vẽ g ọ i là c ấ u trúc MA( Multiplication/Additio) trong hình sau: 5 Hình 1 : C ấ u trúc Multiplication/Additio (MA) Kh ố i này nh ậ n 16 bit t ừ b ản rõ và 16 bit đượ c l ấ y t ừ khoá ra theo m ộ t quy t ắ c nào đó ( 16 bit này đượ c g ọ i là subkey và quy t ắ c l ấ y subkey t ừ khoá s ẽ đượ c trình bày ở. - sau)để t ạo ra 16 bit đầ u ra. - M ột chương trình kiể m tra trên máy tính b ằng phương pháp vét c ạn xác đị nh r ằ ng m ỗ i bit ở. - C ấu trúc này đượ c s ử d ụ ng l ặ p l ạ i 8 l ầ n trong thu ậ t toán và t ạ o nên m ộ t s ự phân b ố có hi ệ u q ủ a. - Nh ững điể m ch ủ y ế u trong vi ệ c xây d ự ng ph ầ n m ề m: 9 * Quy t ắ c t ạ o ra subkey: Như trên đã trình bày, cầ n thi ế t ph ả i có 52 kh ối subkey 16 bit đượ c t ạ o ra t ừ 128 bit khoá. - 8 subkey đầu tiên , Z1...Z8, đượ c l ấ y tr ự c ti ế p t ừ khoá v ới X1 là 16 bit đầ u ( Bit có tr ọ ng s ố cao nh ấ t. - Z2 là 16 bit ti ế p theo và c ứ ti ế p t ục như vậ y - Sau đó khoá đượ c quay trái 25 bit và 8 subkey ti ếp theo đượ c t ạ o ra theo quy t ắ c trên. - Quy tắc này là một phương pháp hiệu quả cho việc đa dạng hoá các bit khoá dùng cho các modul. - Gi ả i mã : Quá trình gi ả i mã v ề cơ bả n gi ố ng quá trình mã hoá, gi ả i mã nh ậ n b ả n mã ở. - Các sub key để gi ả i mã U 1 , U 2 ,...U 52 nh ận đượ c t ừ khoá mã theo quy t ắ c sau: Đố i v ớ i modul gi ả i mã i ta l ấy 4 subkey đầ u c ủ a modul mã hóa th ứ (10 - i. - Sau đó lấy nhân đả o modulo (2 16 +1) c ủ a subkey 10 th ứ 1 và th ứ 4 để dùng cho subkey gi ả i mã th ứ 1 và th ứ 4 tương ứng. - Đố i v ớ i các modul t ừ th ứ 2 đế n th ứ 8, subkey gi ả i mã th ứ 2 và th ứ 3 là c ộng đả o modulo2 16 c ủ a subkey th ứ 3 và th ứ 2 tương ứng. - Đố i v ớ i các modul th ứ 1 và th ứ 9 , cho subkey gi ả i mã th ứ 2 và th ứ 3 là c ộ ng đả o modul2 16 c ủ a subkey th ứ 3 và th ứ 2 tương ứ ng. - V ớ i c ộng đả o hai modullo 2 16 ta có: -Z j Z j = 0 Hình sau hi ệ n quá trình mã hoá ( theo chi ều đi xuố ng bên trái) và quá trình gi ả i mã ( chi ều đi lên bên phả i) c ủ a thu ậ t toán IDEA. - 11 Hình 5: Mã hoá và gi ả i mã trong IDEA. - ở phía cu ố i c ủa sơ đồ , bên mã hoá ta nh ận đượ c các m ố i quan h ệ gi ữa các đầu ra và đầ u vào c ủ a hàm bi ến đổ i: Y 1 = W 81 Z 49 Y 3 = W 82 Z 51 Y 2 = W 83 Z 50 Y 4 = W 82 Z 52 23 K ế t qu ả : T ập tin file_dn sau khi đượ c gi ả i mã 24 Tài li ệ u tham kh ả o [1
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt