Data Encryption Standard (DES)
0 likes393 views
1. Data Encryption Standard (DES) adalah algoritma enkripsi blok yang mengenkripsi blok plaintext sepanjang 64 bit menggunakan key 56 bit. 2. DES bekerja berdasarkan struktur Feistel cipher dimana plaintext dibagi menjadi dua bagian dan dioperasikan secara berulang menggunakan subkey yang dihasilkan dari key utama. 3. Proses enkripsi DES terdiri atas inisial permutasi, pemisahan plaintext, operasi XOR, S-box, dan permutasi akhir
Data Encryption Standard (DES)
- 1. Data Encryption Standard (DES)
- 2. Data Encryption Standard (DES) • Mengenkripsi blok plaintext sepanjang 64 bit • Key yang digunakan sepanjang 56 bit • Each round of DES is a Feistel cipher dimana, i = 1, 2, 3, …., 16 Li-1 Ri-1 ,K1 Ri-1 Li Ri Ki
- 3. Struktur DES • Step 1: Create 16 subkeys, each round uses a different 48-bit subkey • Step 2: Encode each 64-bit block of data.
- 7. Membangkitkan Round Key (1) • Setelah melalui proses permutasi, selanjutnya adalah proses Shift Left • Cipher key sepanjang 56 bit dibagi 2 bagian (2 × 28 bit) kemudian tiap bagian digeser 1 atau 2 bit ke kiri, sesuai urutan round yaitu :
- 8. Cipher key (K+) 56 bit dibagi menjadi 2 bagian yaitu Cn dan Dn, dimana 1 ≤ n ≤ 16 K+ = 1111000 0110011 0010101 0101111 0101010 1011001 1001111 0001111 C0 = 1111000011001100101010101111 D0 = 0101010101100110011110001111 C1 = 1110000110011001010101011111 D1 = 1010101011001100111100011110 C2 = 1100001100110010101010111111 D2 = 0101010110011001111000111101 C3 = 0000110011001010101011111111 D3 = 0101011001100111100011110101 C4 = 0011001100101010101111111100 D4 = 0101100110011110001111010101 C5 = 1100110010101010111111110000 D5 = 0110011001111000111101010101 C6 = 0011001010101011111111000011 D6 = 1001100111100011110101010101 C7 = 1100101010101111111100001100 D7 = 0110011110001111010101010110 C8 = 0010101010111111110000110011 D8 = 1001111000111101010101011001 C9 = 0101010101111111100001100110 D9 = 0011110001111010101010110011 C10 = 0101010111111110000110011001 D10 = 1111000111101010101011001100 C11 = 0101011111111000011001100101 D11 = 1100011110101010101100110011 C12 = 0101111111100001100110010101 D12 = 0001111010101010110011001111 C13 = 0111111110000110011001010101 D13 = 0111101010101011001100111100 C14 = 1111111000011001100101010101 D14 = 1110101010101100110011110001 C15 = 1111100001100110010101010111 D15 = 1010101010110011001111000111 C16 = 1111000011001100101010101111 D16 = 0101010101100110011110001111
- 9. Membangkitkan Round Key (2) • Setelah melalui proses Shift Left, selanjutnya adalah Kompresi D-Box untuk mengubah 56 bit cipher key menjadi 48 bit round key / subkey • Proses memperoleh 48 bit round key menggunakan tabel PC-2 berikut :
- 10. • Hasil dari proses Shift Left yaitu Cn dan Dn selanjutnya diubah menjadi subkey Kn sepanjang 48 bit, menggunakan tabel PC-2. C1D1 = 1110000 1100110 0101010 1011111 1010101 0110011 0011110 0011110 K1 = 000110 110000 001011 101111 111111 000111 000001 110010 K2 = 011110 011010 111011 011001 110110 111100 100111 100101 K3 = 010101 011111 110010 001010 010000 101100 111110 011001 K4 = 011100 101010 110111 010110 110110 110011 010100 011101 K5 = 011111 001110 110000 000111 111010 110101 001110 101000 K6 = 011000 111010 010100 111110 010100 000111 101100 101111 K7 = 111011 001000 010010 110111 111101 100001 100010 111100 K8 = 111101 111000 101000 111010 110000 010011 101111 111011 K9 = 111000 001101 101111 101011 111011 011110 011110 000001 K10 = 101100 011111 001101 000111 101110 100100 011001 001111 K11 = 001000 010101 111111 010011 110111 101101 001110 000110 K12 = 011101 010111 000111 110101 100101 000110 011111 101001 K13 = 100101 111100 010111 010001 111110 101011 101001 000001 K14 = 010111 110100 001110 110111 111100 101110 011100 111010 K15 = 101111 111001 000110 001101 001111 010011 111100 001010 K16 = 110010 110011 110110 001011 000011 100001 011111 110101
- 11. Proses Enkripsi 64 Bit Plaintext • Permutasi awal • Membagi plaintext menjadi 2, bagian kiri Li dan bagian kanan Ri, dimana, i = 1, 2, 3, …., 16 • Bagian Kanan Ri-1 menjadi bagian kiri Li • Menghitung fungsi Feistel (f) dengan input bagian kanan Ri-1 dan subkey Kn, dimana n = 1, 2, 3, …., 16 • Operasi XOR antara bagian kiri Li-1 dan fungsi Feistel (f), kemudian menjadi bagian kanan Ri • Permutasi akhir
- 12. Initial Permutation (IP) • Plaintext sepanjang 64 bit di-permutasi berdasarkan tabel IP • Pada tabel IP bit ke-1 adalah bit ke-58 dari plaintext, bit ke-2 adalah bit ke-50 dari plaintext, hingga bit terakhir adalah bit ke-7 dari plaintext • Bila M adalah plaintext, yaitu : M = 0123456789ABCDEF M = 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 • M di-permutasi menjadi IP IP = 1100 1100 0000 0000 1100 1100 1111 1111 1111 0000 1010 1010 1111 0000 1010 1010
- 13. Membagi Plaintext Menjadi 2 Bagian • Blok IP dibagi menjadi 2 yaitu bagian kiri L0 32 bit dan bagian kanan R0 32 bit • IP = 1100 1100 0000 0000 1100 1100 1111 1111 L0 1111 0000 1010 1010 1111 0000 1010 1010 R0 • L0 = 1100 1100 0000 0000 1100 1100 1111 1111 R0 = 1111 0000 1010 1010 1111 0000 1010 1010 L1 = R0 = 1111 0000 1010 1010 1111 0000 1010 1010 • Bagian kanan R0 akan diletakkan pada bagian kiri L1 tanpa perubahan dimana, i = 1, 2, 3, …., 16
- 14. Fungsi Feistel (f) • Untuk menghitung R1 = L0 ⊕ f(R0,K1), maka perlu menghitung f(R0,K1) • Untuk memperoleh f(R0,K1) harus mengubah panjang R0 dari 32 bit menjadi 48 bit, untuk melakukan hal tersebut perlu menghitung fungsi E(Rn-1) yang memiliki input 32 blok dan output 48 bit
- 15. Tabel Seleksi Bit E Contoh : • Bit ke-1 adalah bit ke-32 dari R0 • Bit ke-2 adalah bit ke-1 dari R0 • Bit ke-48 adalah bit ke-1 dari R0 • R0 = 1111 0000 1010 1010 1111 0000 1010 1010 • E(R0) = 011110 100001 010101 010101 011110 100001 010101 010101 • Tiap blok yang awalnya 4 bit kini berisi 6 bit
- 16. Operasi XOR antara Rn-1 dan K1 • Untuk memperoleh nilai dari fungsi Feistel maka perlu dihitung Kn ⊕ E(Rn-1) • Contoh : K1 = 000110 110000 001011 101111111111 000111 000001 110010 E(R0) = 011110 100001 010101 010101 011110 100001 010101 010101 K1 ⊕ E(R0) = 011000 010001 011110 111010 100001 100110 010100 100111 • Hasil dari operasi XOR diatas adalah 8 blok yang terdiri atas 6 bit tiap blok , kemudian perlu diubah agar menjadi 8 blok yang terdiri atas 4 bit tiap bloknya, menggunakan tabel S-Box
- 17. Aturan S-BOX • Kn + E(Rn-1) =B1B2B3B4B5B6B7B8 • S1(B1)S2(B2)S3(B3)S4(B4)S5(B5)S6(B6)S7(B7)S8(B8) • Bn terdiri atas 6 bit, bit ke-1 dan ke-6 menunjukkan bilangan biner dengan range 00 – 11 (0 – 3) • Bit ke-2 sampai ke-5 pada Bn menunjukkan bilangan biner dengan range 0000 – 1111 (0 – 15)
- 18. Tabel S-BOX 1 Tabel S-BOX 2
- 19. Tabel S-BOX 3 Tabel S-BOX 4
- 20. Tabel S-BOX 5 Tabel S-BOX 6
- 21. Tabel S-BOX 7 Tabel S-BOX 8
- 22. Contoh • K1 ⊕ E(R0) = 011000 010001 011110 111010 100001 100110 010100 100111 S1(B1) S2(B2) S3(B3) S4(B4) S5(B5) S6(B6) S7(B7) S8(B8) Misalkan S1(B1) = 011000, bit ke-1 adalah 0 dan bit ke-6 adalah 0, maka desimalnya adalah 00 =0. Sedangkan bit ke-2 hingga 5 adalah 1100, maka desimalnya adalah 12. Maka dapat kita lihat pada tabel S-Box 1, diperoleh nilai desimal 5, yang mana binernya adalah 0101 Sehingga, S1(B1) S2(B2) S3(B3) S4(B4) S5(B5) S6(B6) S7(B7) S8(B8) 0101 1100 1000 0010 1011 0101 1001 0111
- 23. Tabel Permutasi P • Proses terakhir untuk memperoleh nilai fungsi feistel yaitu : f = P(S1(B1)S2(B2)...S8(B8)) • Permutasi P menggunakan tabel permutasi, dimana inputnya adalah 32 bit dan outputnya adalah 32 bit
- 24. Perhitungan Fungsi Feistel f = P(S1(B1)S2(B2)...S8(B8)) S1(B1)S2(B2)S3(B3)S4(B4)S5(B5)S6(B6)S7(B7)S8(B8) 0101 1100 1000 0010 1011 0101 1001 0111 f = 0010 0011 0100 1010 1010 1001 1011 1011 = 1100 1100 0000 0000 1100 1100 1111 1111 ⊕ 0010 0011 0100 1010 1010 1001 1011 1011 = 1110 1111 0100 1010 0110 0101 0100 0100 R1 = L0 ⊕ f(R0,K1),
- 25. Proses Selanjutnya • Pada putaran ke-2 adalah L2 = R1 dan R2 =L1 ⊕ f(R1, K2) • Demikian seterusnya hingga putaran ke-16 • Pada putaran ke-16 yaitu blok L16 dan R16 akan ditukar posisinya sehingga menjadi R16L16 • Kemudian dilakukan permutasi akhir berdasarkan tabel permutasi IP-1
- 26. Tabel Permutasi IP-1 L16 = 0100 0011 0100 0010 0011 0010 0011 0100 R16 = 0000 1010 0100 1100 1101 1001 1001 0101 R16L16 = 00001010 01001100 11011001 10010101 01000011 01000010 00110010 00110100 IP-1 = 10000101 11101000 00010011 01010100 00001111 00001010 10110100 00000101 IP-1 = 85E813540F0AB405.
- 27. Hasil Proses Enkripsi • Plaintext M = 0123456789ABCDEF • Original key K = 133457799BBCDFF1 • Ciphertext C = 85E813540F0AB405 • Untuk proses dekripsi adalah kebalikan dari proses enkripsi, langkahnya sama seperti enkripsi, tetapi urutan subkey yang digunakan terbalik • Bila enkripsi subkey 1 untuk round 1 hingga subkey 16 untuk round 16 • Bila dekripsi subkey 16 untuk round 1 hingga subkey 1 untuk round 16
- 28. Triple Data Encryption Standard (3DES)