Block Cipher Principles

งานนำเสนอเรื่อง: "Block Cipher Principles"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 Block Cipher Principles

2 Stream Ciphers and Block Ciphers
A symmetric encryption algorithm in which ciphertext output is produced bit-by-bit or byte-by- byte from a stream of plaintext input. block cipher A symmetric encryption algorithm in which a block of plaintext bits (typically 64 or 128) is transformed as a whole into a ciphertext block of the same length.

3 Stream cipher เป็นวิธีการเข้ารหัสที่ละตัว Key This is a Message
Encryption EWRKLIH……..

4 Stream cipher ข้อดีของ stream cipher ข้อเสียของ stream cipher
ความเร็วในการเข้ารหัสและถอดรหัส ความผิดพลาดต่ำ ข้อเสียของ stream cipher เกิดการซ้ำกันของตัวอักษร ง่ายต่อการวิเคราะห์ ง่ายต่อการเปลี่ยนแปลงแก้ไขข้อมูล เช่นจำนวนเงิน

5 Block cipher เป็นการเข้ารหัสแบบกลุ่ม
Key This is a Message Encryption EWRKLIH…….. This is a Me sage

6 Block cipher ข้อดีของ Block cipher ข้อเสียของ Block cipher
การกระจายความซ้ำกันของตัวอักษร ต่อต้านการดัดแปลงต่อเติมข้อมูลใด้ ข้อเสียของ Block cipher ใช้เวลาในการเข้ารหัสนานกว่า มีการเกิดความผิดพลาดต่อเนื่อง

7 Characteristics of good Cipher
ความปลอดภัยของการเข้ารหัสแปรผันตรงกับความยากของการ เข้ารหัส ไม่ควรมีข้อจำกัดของการเลือกใช้กุญแจเข้ารหัส กระบวนการนำวิธีการเข้ารหัสไปใช้ต้องสะดวกและง่าย ความผิดพลาดที่จุดใดจุดหนึ่งต้องไม่ขยายไปสู่ส่วนอื่นๆ Cipher text ต้องมีขนาดไม่ใหญ่กว่า Plaintext

8 Secret key Encryption การเข้ารหัสที่ใช้กุญแจเข้ารหัสและกุญแจถอดรหัสตัวเดียวกัน KeyA KeyB Ciphertext Plaintext Plaintext Encryption Decryption KeyA=KeyB

9 Secret key Encryption DES(Data Encryption Standard)
เข้ารหัสแบบ Block Cipher พัฒนาโดย US Federa Standard Key size >58 Bit ความเร็วในการเข้าและถอดรหัส

10 Secret key Encryption Triple DES AES(Advanced Encryption Standard)
Keyขนาดมากกว่า DES AES(Advanced Encryption Standard) มีความปลอดภัยในการเข้าและถอดรหัสมากกว่า DES

11 Secret key Encryption ข้อดีของ Secret key ข้อเสียของ Secret key
การเข้ารหัสและถอดรหัสทำได้เร็ว วิธีการพัฒนาการเข้ารหัสและถอดรหัสทำให้ง่าย ข้อเสียของ Secret key การกระจายกุญแจทำได้ยาก มีโอกาสที่จะถูกขโมยกุญแจในการขั้นตอนการส่งกุญแจ

12 Public key Encryption การเข้ารหัสที่ใช้กุญแจเข้ารหัสและกุญแจถอดรหัสคนละตัวเดียวกัน KeyA KeyB Ciphertext Plaintext Plaintext Encryption Decryption KeyA<>KeyB

13 Public key Encryption RSA พัฒนาโดย Rivest,Shamir,Adleman
Key>1028 Bit กุญแจเข้ารหัสและถอดรหัสคนละตัว

14 Public key Encryption ข้อดีของ Public key ข้อเสียของ Public key
การกระจายกุญแจทำได้ง่าย การขโมยกุญแจในการขั้นตอนการส่งกุญแจไม่มีผลต่อการถอดรหัส ข้อเสียของ Public key การเข้ารหัสและถอดรหัสทำได้ช้า ไม่เหมาะในการเข้ารหัสที่มีข้อมูลที่มีขนาดใหญ่

15 DES(Data Encryption Standard)

16 DES เบื้องต้น 10 bit key P10 8 bit plaintext 8 bit plaintext Shift
IP-1 IP P8 fk fK Shift SW SW P8 fK fk IP IP-1 8 bit ciphertext 8 bit ciphertext

17 DES เบื้องต้น S-DES Key Generation ประกอบด้วย P10 Shift P8

18 DES เบื้องต้น P10(Permutation) ทำหน้าที่ สลับและเปลี่ยนตำแหน่งบิท
P10(k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8,k9,k10)=(k3,k5,k2,k7,k4,k10,k1,k9,k8,k6) P10 P10

19 DES เบื้องต้น Shift ทำการเลื่อนบิทไปทางซ้าย 5 bit 5 bit LeftShift 1

20 DES เบื้องต้น P8(Permutation) ทำหน้าที่ สลับและเปลี่ยนตำแหน่งบิทและลดขนาดของ บิท ลงเหลือ 8 บิท P8 P8

21 The Function fK fK(L,R)=(LF(R,SK),R)

22 E/P(Expansion/permutation) ทำหน้าที่ ขยายบิทและสลับตำแหน่งบิทใหม่
1001 E/P

23 S-box ลดขนาดบิท x x x x P0 P1 P2 P3 0111 P0=0,P1=1,P2=1,P3=1

24 S-box P0,3 P0,3 P1,2 P1,2 S0= S1= S0 0100 11

25 ทำหน้าที่ สลับและเปลี่ยนตำแหน่งบิท
P4(Permutation) ทำหน้าที่ สลับและเปลี่ยนตำแหน่งบิท P4 1001 P4 0101

26 ทำหน้าที่สลับ 4Bit บน กับ 4 Bit ล่าง
The switch Function ทำหน้าที่สลับ 4Bit บน กับ 4 Bit ล่าง switch

27 IP(Initial Permutation)
เป็นการเอาข้อมูลมาสลับบิทก่อน IP(x) IP IP

28 IP-1 (Inverse Permutation)
สลับบิทข้อมูลกลับ IP-1(IP(X))=X IP-1 IP-1

29 General n-bit-n-bit Block Substitution (shown with n = 4)
Plaintext Ciphertext

30 The Data Encryption Standard
DES Encryption

31 DES Encryption

32 Single Round of DES Algorithm

33 Permutation Tables for DES

34

35

36 Calculation of F(R, K)

37 S โดยการสลับ และแปลงข้อมูล 6 บิทเหลือ 4 บิท Bit 1,6 เลือก Row
S Bit 1,6 เลือก Row Bit 2,3,4,5 เลือก Column

38

39

40 ข้อมูล เข้า S1 10 = Row 2 1001=Column 9 เปิดตาราง S1 110010 S1 1100 (12)

41

42 แปลง key 64 Bit เป็นขนาด 56 Bit

43 แปลง key 56 Bit เป็นขนาด 48 Bit

44 brute-force attack ค้นหา key