Criptosistema Des

DES (Estándar de Cifrado de Datos), descifrado de la clave secreta
El 15 de mayo de 1973, el NBS (National Bureau of Standars, en castellano: Agencia Nacional de Normalización) hoy en día denominada NIST (National Institute of Standars and Technology, en castellano: Instituto Nacional de Normalización y Tecnología), hizo un llamamiento en el Federal Register (el equivalente en España del BoletínOficial del Estado) para la creación de un algoritmo de cifrado que cumpliera con los siguientes requisitos:

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ofrecer un alto nivel de seguridad relacionado con una pequeña clave utilizada para cifrado y descifrado ser comprensible no depender de la confidencialidad del algoritmo ser adaptable y económico ser eficaz y exportable A finales de 1974, IBM propuso "Lucifer", que graciasa la NSA (National Standard Agency, en castellano: Agencia Nacional de Seguridad) fue modificado el 23 de noviembre de 1976, convirtiéndose en DES (Data Encryption Standard, en castellano: Estándar de Cifrado de Datos). El DES fue aprobado por el NBS en 1978. El DES fue estandarizado por el ANSI (American National Standard Institute, en castellano: Instituto Nacional Americano de Normalización)bajo el nombre de ANSI X3.92, mas conocido como DEA(Data Encrytion Algorithm, en castellano: Algoritmo de Cifrado de Datos).

Principio de funcionamiento del DES
Se trata de un sistema de cifrado simétrico por bloques de 64 bits, de los que 8 bits (un byte) se utilizan como control de paridad (para la verificación de la integridad de la clave). Cada uno de los bits de la clave de paridad (1 cada8 bits) se utiliza para controlar uno de los bytes de la clave por paridad impar, es decir, que cada uno de los bits de paridad se ajusta para que tenga un número impar de "1" dentro del byte al que pertenece. Por lo tanto, la clave tiene una longitud "útil" de 56 bits, es decir, realmente sólo se utilizan 56 bits en el algoritmo. El algoritmo se encarga de realizar combinaciones, sustituciones ypermutaciones entre el texto a cifrar y la clave, asegurándose al mismo tiempo de que las operaciones puedan realizarse en ambas direcciones (para el descifrado). La combinación entre sustituciones y permutaciones se llama cifrado del producto. La clave es codificada en 64 bits y se compone de 16 bloques de 4 bits, generalmente anotadas de k1 ak16. Dado que "solamente" 56 bits sirven para elcifrado, ¡puede haber hasta 256 (o 7.2*1016) claves diferentes!

El algoritmo DES
Las partes principales del algoritmo son las siguientes:

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fraccionamiento del texto en bloques de 64 bits (8 bytes), permutación inicial de los bloques, partición de los bloques en dos partes: izquierda y derecha, denominadas I y D respectivamente, fases de permutación y de sustitución repetidas 16veces (denominadas rondas), reconexión de las partes izquierda y derecha, seguida de la permutación inicial inversa.

Fraccionamiento del texto Permutación inicial
En primer lugar, cada bit de un bloque está sujeto a una permutación inicial, que puede representarse mediante la siguiente matriz de permutación inicial (anotada como PI):

58 50 42 34 26 18 10 2 60 52 44 36 28 20 12 4 62 54 46 38 3022 14 6 64 56 48 40 32 24 16 8
IP

57 49 41 33 25 17 9

1

59 51 43 35 27 19 11 3 61 53 45 37 29 21 13 5 63 55 47 39 31 23 15 7
Esta tabla de permutación muestra, al leerla de izquierda a derecha y de arriba a abajo, que el 58 o bit de un bloque de 64 bits está en la primera posición, el 50o está en la segunda posición y así sucesivamente.

División en bloques de 32 bits
Una vez que lapermutación inicial se completó, el bloque de 64 bits se divide en dos bloques de 32 bits denominados I y D respectivamente (para izquierda y derecha, siendo la anotación en anglo-sajón L y R por Left y Right). El estado inicial de estos dos bloques se denomina L0 y R0:

58 50 42 34 26 18 10 2 60 52 44 36 28 20 12 4
L0

62 54 46 38 30 22 14 6 64 56 48 40 32 24 16 8 57 49 41 33 25 17 9 1...