[PDF] Construction des chiffrements par bloc

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Construction des chiffrements par

bloc

Idée: itérer suffisamment de fois des opérations simples judicieusement choisies permet d'avoir

une excellente s

écuritéLe chiffrement est une succession d'

étapes similaires (appel

ées " tour ») utilisant chacun une sousclef -Construction it

érative et modulaire-Les sousclefs sont d

érivées de la clef secrète-Les fonctions utilis

ées par un tour doivent être optimis

ées et sont en général des opérations simples

Construction des chiffrements par

bloc

Dérivationdes

sousclefsTour No 2

Texte chiffr

éTexte clair

Tour No 1Tour No 1

Tour No nK2

Kn K1K

Méthode par substitutions/permutations

substitution

Message entr

ée tour suivantMessage sortie tour pr

écédentpermutationKiDécomposition d'un tour: -Utilisation de la clef Ki -Fonction de substitution -Fonction de permutation

Substitution: un symbole du texte clair est

remplac é par un autre symbole. Cf tables de substitution du DES (SBoxes). Ajoute de la confusion. permutation: on échange entre eux les symboles du texte en clair. Ajoute de la diffusion

Schéma de FeistelChiffrement:

-L1=R0 -R1=L0  f(R0, K) D

échiffrement:-R0=L1

-L0=R1f(R0, K)

La fonction f est appel

ée fonction de confusionR1L1fL0R0L0

K

Réseau de FeistelConstitu

é de plusieurs tours (ou rondes) ou

tages de FeistelChiffrement et d

échiffrement sont efficaces si chaque

tour l'est

La complexit

é du d

écryptage croit de fa

çon exponentielle avec le nombre de tour

DES: Data Encryption Standard

Propriétés:-Algorithme

à clef privée-Chiffrement par blocs de 64 bits -Feistel 16 tours avec des sousclefs de 48 bits -Con

çu dans les années 1970-Consid

éré comme obsolète de nos joursConception: partir de l'algorithme Lucifer (IBM, 1970)-Corrig

é par la NSA :Clefs de 56 bits au lieu de 64

Bo îtes S corrigéesLes but de la NSA ne seront d

écouverts qu'en 1990-Standard FIPS 462 en 1977

DES: schémaR16L16fKiR1L1fL0R0L0K1

15 fois encorePermutation IP

Permutation IP1

DES: permutation initiale IP

585042342618102

605244362820124

625446383022146

645648403224168

57494133251791

595143352719113

615345372921135

635547393123157

Le 58e bit devient le premier, le 50e bit devient le deuxième, ..le 1er bit devient le 40esi m=p1p2...p64 alors P(m)=p58p50...p7

DES: permutation finale

408481656246432

397471555236331

386461454226230

375451353216129

364441252206028

353431151195927

342421050185826

33141949175725

Le 40e bit devient le premier, le 8e bit devient le deuxième, ...le deuxième bit devient le 50e, ... cette permutation est l'inverse de la premi

ère.

DES: fonction f

La fonction f est une

fonction de 32 bits vers

32 bits constituée:-d'une expansion de Ri

de 32 bits vers 48 bits -d'un XOR avec 48 bits d

érivés de la clef-de l'application de 8

sousfonctionsde 6 bits vers 4 bits : les bo

îtes S-d'une permutation des

32 bits sortantsE

DES: fonction f

La fonction f n'est pas inversible (elle n'a pas

besoin de l'être)L'expansion duplique certains bits

Les bo

îtes assurent la non linéarité (6 bits > 4 bits pour chaque bo îte)La permutation renforce la diffusion (tout comme le fait le croisement du sch

éma de Feistel)

DES: expansion E

3212345

456789

8910111213

121314151617

161718192021

202122232425

242526272829

28293031321

Le 32e bit devient le premier, le 1er bit devient le 2e, ...

DES: permutation P

1672021

29122817

1152326

5183110

282414

322739

1913306

2211425

Le 16e bit devient le 1er, le 7e bit devient le 2e, ...

DES: boîtes de substitutionsS1

1441312151183106125907

0157414213110612119538

4114813621115129731050

1512824917511314100613

S2

1518146113497213120510

3134715281412011069115

0147111041315812693215

1381013154211671205149

S3

1009146315511312711428

1370934610285141211151

1364981530111212510147

1101306987415143115212

S4

7131430691012851112415

1381156150347212110149

1069012117131513145284

3150610113894511127214Utilisation des bo

îtesS:si B=b1b2b3b4b5b6

s(B) est le mot binaire situ

é à la ligne b1b6 et

à la colonne b2b3b4b5.

La num

érotation des lignes et des colonnes commence

à 0.Exemple: S1(111001):

Ligne 11=ligne3

Colonne 1100=colonne 12

S1(111001)=10=1010

DES: boîtes de substitutionsS5

2124171011685315130149

1411212471315015103986

4211110137815912563014

1181271142136150910453

S6

1211015926801334147511

1015427129561131401138

9141552812370410113116

4321295151011141760813

S7

4112141508133129751061

1301174911014351221586

1411131237141015680592

6111381410795015142312

S8

1328461511110931450127

1151381037412561101492

7114191214206101315358

2114741081315129035611

DES: génération des clefs des rondes

D

écalage: LSI : 28 bits > 28 bits-LSI(C) d

écalage vers la gauche de Vi bits

-Vi=1 si i =1,2,9 ou 16 -Vi=2 sinon

PC1: une fonction qui retourne 2 mots de 28 bits

à partir d'un mot de 64 bits

-Elle supprime les bits de parit é (8, 16, ..., 64)-On obtient la clef de 56 bits en 2 mots de 28 bits PC2: -28 bitsx28bits > 48 bits -Son r ésultat fait 48 bits et sert de paramètre à la fonction f de DES DES : génération des clefs2 blocs de 28 bits (=56 bits de la clef)

C15D15C0D0

C1D1PC164 bits donc 8 bits de parit

é r

épartis aux positions 8, 16, ... 64K15 (48 bits)K1 (48 bits)

PC2PC2LS1

LS2LS1

LS16LS2

LS16

C16D16K16 (48 bits)PC2

DES: génération des clefs des rondes PC1

Gauche

5749413325179

1585042342618

1025951433527

1911360524436

Droite

63554739312315

7625446383022

1466153453729

211352820124

Si k=k1k2...k64 alors :

C=k57k49...k36

D=k63k55...k4

DES: génération des clefs des rondes PC2

PC2

1417112415

3281562110

2319124268

1672720132

415231374755

304051453348

444939563453

464250362932

PC2(b1b2...b56)=b14b17...b32

DES: performances

Des opérations simples:-La structure de Feistel est rapide -La d érivation des clefs est particulièrement simple et efficace -Les bo îtes S se cablent facilement en matérielDES utilise des op

érations simples facilement impl

émentables sur des puces spécialisées-XXXMb/s sur un XXX

à XXX MHz-1,5Gb/s sur une puce sp

écialisée bas de gamme

DES: sécuritéApr

ès 16 tours, résultat statistiquement plat-Aucune propri

été du message source ne sera d

étectableUne l

égère modification du texte chiffré ou de la clef => de grosses modifications du texte chiffr

é-Bonn

é résistance aux attaques par analyse diff

érentielles

DES: cryptanalyse

Force brute : espace des clefs : 256

-À la portée d'une PME (cf TD)-En 1998, l'EFF (Electronic Frontier Fondation) construit une machinequotesdbs_dbs30.pdfusesText_36

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