DES 属于什么加密体制 对称分组加密体制
DES 也就是数据加密标准,核心归类属于对称加密体制里的分组加密算法,对称加密体制的核心特征就是加密和解密使用同一把密钥,发送方和接收方必须提前共享这份密钥,依靠密钥的保密性保障数据安全,DES 同时满足分组加密的特点,会把原始明文切割成固定长度的数据块逐块处理,并不是按字节或者按比特连续流加密。它诞生于上世纪 70 年代,由美国国家标准局正式定为数据加密标准,曾经广泛应用在金融支付和早期通信场景,设计初衷就是实现高速硬件加密,适配当时的计算机硬件性能。之所以划分到对称分组加密,是因为算法内部实现替换置换 Feistel 结构,每一个 64 比特的明文分组,经过多轮迭代变换之后输出同样 64 比特的密文分组,密钥名义长度是 64 比特,其中 8 比特用作奇偶校验,真正参与运算的有效密钥长度只有 56 比特,这也是后续 DES 安全短板的根源。Feistel 结构本身可以让加密和解密使用相同密钥,只是轮密钥的调用顺序反转,这正是对称体制的典型设计思路,和非对称加密公私钥成对的模式有本质区别。
核心体制属性说明
| 对比维度 | DES 属性 | 补充说明 |
|---|---|---|
| 大类 | 对称加密体制 | 加解密共用同一密钥 |
| 细分类型 | 分组加密算法 | 固定分组长度 64 比特 |
| 核心结构 | Feistel 网络 | 16 轮迭代置换替换运算 |
| 有效密钥长度 | 56 比特 | 64 比特原始密钥含校验位 |
| 运算单位 | 明文分组 | 每次处理 64bit 明文块 |
和其他加密体制的关键区分
第一点 和对称流加密的区别,流加密是逐比特或者逐字节持续生成密钥流,和明文异或运算,没有固定分组切割,DES 是先切块再做轮变换,属于分组加密分支。
第二点 和非对称加密体制的区别,非对称加密拥有公钥和私钥两套密钥,公钥加密私钥解密,不需要提前共享秘密密钥,解决密钥分发难题,DES 没有公私钥概念,全程单密钥,所以密钥分发是它原生体制自带的痛点。
第三点 体制局限性,因为有效密钥只有 56 比特,随着算力提升暴力破解难度大幅下降,现在原版 DES 已经不再推荐用于高安全等级业务,后续衍生出三重 DES 也就是 3DES,依然沿用这套对称分组加密体制,只是通过多次 DES 运算提升安全强度。
体制工作基本流程
第一步 密钥预处理,读取 64 比特密钥,剔除 8 位校验位,通过置换生成子密钥,再经过 16 轮轮密钥扩展,生成 16 组轮密钥。
第二步 明文分组,把待加密明文拆成多个 64 比特分组,最后不足分组长度的数据需要填充补齐。
第三步 Feistel 迭代,每一轮执行扩展置换 S 盒替换 P 置换,左右两半数据交叉运算,一共完成 16 轮变换。
第四步 输出密文分组,迭代结束之后做逆置换,得到对应 64 比特密文分组,所有分组拼接就是最终密文。解密的时候算法结构不变,只是把 16 组轮密钥逆序使用,使用同一把原始密钥完成还原。
综合来看,DES 在密码学分类上,一级分类归属对称加密体制,二级细分归属分组密码,采用 Feistel 轮迭代结构,依靠单密钥完成加解密,是经典对称分组加密算法的代表案例,虽然原版算法安全强度已经落后,但它是理解对称分组加密体制非常重要的经典样本。
【常见问题】
问题 1 DES 属于什么加密体制,它为什么不能归类为非对称加密体制
回答 1 DES 属于对称分组加密体制,不能归类为非对称加密体制,原因是非对称加密体制需要公钥私钥成对,DES 加密解密使用同一个密钥,不存在公钥私钥分离设计,所以不符合非对称加密体制定义。
问题 2 DES 属于什么加密体制,三重 DES 还属于这个加密体制吗
回答 2 DES 属于对称分组加密体制,三重 DES 也就是 3DES 依然属于对称分组加密体制,它只是多次调用 DES 算法,底层加解密依旧共用同一套密钥,体制分类没有改变。
问题 3 DES 属于什么加密体制,该体制最大的缺点是什么
回答 3 DES 属于对称分组加密体制,该体制最大缺点是密钥分发困难,通信双方必须提前安全共享密钥,同时原版 DES 有效密钥只有 56 比特,很容易被暴力破解,安全能力不足。
问题 4 DES 属于什么加密体制,它和 AES 在加密体制分类上是同类吗
回答 4 DES 属于对称分组加密体制,AES 同样属于对称分组加密体制,二者属于同一大类,只是 AES 是 DES 之后升级的新一代分组密码标准,分组长度和密钥长度规格更高。
【免责申明】
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