Data Encryption Standard

Algorithme utilisé par Up ! Security Manager

L'algorithme Data Encryption Standard (DES) du Federal Information Processing Standards (FIPS) crypte un flux binaire à partir d'une clé CleInitiale de taille 8 octets tel que le nombre de bits de chaque octet doit être impair.

Dans un premier temps, la clé est expansée en 16 clés par un algorithme appelé Key Schedule (KS).

Dans un second temps, le flux est crypté par bloc de huit octets en réalisant des opérations sur leurs bits avec la clé expansée.

Contexte

L'algorithme de cryptage / décryptage utilise un contexte composé des variables globales suivantes :

Variable /******/


	TableCle : Tableau[16] De Nul Ou Tableau[8] De Nul Octet;

	TableEntree : Tableau[64] De Nul Octet;

	TableSortie : Tableau[64] De Nul Octet;

	TableC : Tableau[28] De Nul Octet;

	TableD : Tableau[28] De Nul Octet;

	TableK : Tableau[48] De Nul Octet;

	TableExpansion : Tableau[48] De Nul Octet;

	TableP : Tableau[32] De Nul Octet;

	TableS1 : Tableau[64] De Nul Octet;

	TableS2 : Tableau[64] De Nul Octet;

	TableS3 : Tableau[64] De Nul Octet;

	TableS4 : Tableau[64] De Nul Octet;

	TableS5 : Tableau[64] De Nul Octet;

	TableS6 : Tableau[64] De Nul Octet;

	TableS7 : Tableau[64] De Nul Octet;

	TableS8 : Tableau[64] De Nul Octet;




TableEntree=

   {

   58,50,42,34,26,18,10,2,

   60,52,44,36,28,20,12,4,

   62,54,46,38,30,22,14,6,

   64,56,48,40,32,24,16,8,

   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

   };


TableSortie= 

   {

   40,8,48,16,56,24,64,32,

   39,7,47,15,55,23,63,31,

   38,6,46,14,54,22,62,30,

   37,5,45,13,53,21,61,29,

   36,4,44,12,52,20,60,28,

   35,3,43,11,51,19,59,27,

   34,2,42,10,50,18,58,26,

   33,1,41,9,49,17,57,25

   };


TableC=

   {

   57,49,41,33,25,17,9,

   1,58,50,42,34,26,18,

   10,2,59,51,43,35,27,

   19,11,3,60,52,44,36

   };


TableD= 

   {

   63,55,47,39,31,23,15,

   7,62,54,46,38,30,22,

   14,6,61,53,45,37,29,

   21,13,5,28,20,12,4

   };


TableK= 

   {

   14,17,11,24,1,5,

   3,28,15,6,21,10,

   23,19,12,4,26,8,

   16,7,27,20,13,2,

   41,52,31,37,47,55,

   30,40,51,45,33,48,

   44,49,39,56,34,53,

   46,42,50,36,29,32

   };


TableExpansion=

   {

   32,1,2,3,4,5,

   4,5,6,7,8,9,

   8,9,10,11,12,13,

   12,13,14,15,16,17,

   16,17,18,19,20,21,

   20,21,22,23,24,25,

   24,25,26,27,28,29,

   28,29,30,31,32,1

   };


TableP=

   {

   16,7,20,21,

   29,12,28,17,

   1,15,23,26,

   5,18,31,10,

   2,8,24,14,

   32,27,3,9,

   19,13,30,6,

   22,11,4,25

   };


TableS1=

   {

   14,4,13,1,2,15,11,8,3,10,6,12,5,9,0,7,

   0,15,7,4,14,2,13,1,10,6,12,11,9,5,3,8,

   4,1,14,8,13,6,2,11,15,12,9,7,3,10,5,0,

   15,12,8,2,4,9,1,7,5,11,3,14,10,0,6,13

   };


TableS2=

   {

   15,1,8,14,6,11,3,4,9,7,2,13,12,0,5,10,

   3,13,4,7,15,2,8,14,12,0,1,10,6,9,11,5,

   0,14,7,11,10,4,13,1,5,8,12,6,9,3,2,15,

   13,8,10,1,3,15,4,2,11,6,7,12,0,5,14,9

   };


TableS3=

   {

   10,0,9,14,6,3,15,5,1,13,12,7,11,4,2,8,

   13,7,0,9,3,4,6,10,2,8,5,14,12,11,15,1,

   13,6,4,9,8,15,3,0,11,1,2,12,5,10,14,7,

   1,10,13,0,6,9,8,7,4,15,14,3,11,5,2,12

   };


TableS4=

   {

   7,13,14,3,0,6,9,10,1,2,8,5,11,12,4,15,

   13,8,11,5,6,15,0,3,4,7,2,12,1,10,14,9,

   10,6,9,0,12,11,7,13,15,1,3,14,5,2,8,4,

   3,15,0,6,10,1,13,8,9,4,5,11,12,7,2,14

   };


TableS5=

   {

   2,12,4,1,7,10,11,6,8,5,3,15,13,0,14,9,

   14,11,2,12,4,7,13,1,5,0,15,10,3,9,8,6,

   4,2,1,11,10,13,7,8,15,9,12,5,6,3,0,14,

   11,8,12,7,1,14,2,13,6,15,0,9,10,4,5,3

   };


TableS6=

   {

   12,1,10,15,9,2,6,8,0,13,3,4,14,7,5,11,

   10,15,4,2,7,12,9,5,6,1,13,14,0,11,3,8,

   9,14,15,5,2,8,12,3,7,0,4,10,1,13,11,6,

   4,3,2,12,9,5,15,10,11,14,1,7,6,0,8,13

   };


TableS7=

   {

   4,11,2,14,15,0,8,13,3,12,9,7,5,10,6,1,

   13,0,11,7,4,9,1,10,14,3,5,12,2,15,8,6,

   1,4,11,13,12,3,7,14,10,15,6,8,0,5,9,2,

   6,11,13,8,1,4,10,7,9,5,0,15,14,2,3,12

   };


TableS8=

   {

   13,2,8,4,6,15,11,1,10,9,3,14,5,0,12,7,

   1,15,13,8,10,3,7,4,12,5,6,11,0,14,9,2,

   7,11,4,1,9,12,14,2,0,6,10,13,15,3,5,8,

   2,1,14,7,4,10,8,13,15,12,9,0,3,5,6,11

   };

Les tables TableEntree, TableSortie, TableC, TableD, TableK, TableP permettent de constituer un entier non signé S de N bits où N est la taille de la table.

La table est appliquée à une valeur d'entrée E, S=T() Sur E, telque la valeur de chaque bit de S est donnée par la valeur d'un bit de E, bit dont le numéro est donné par l'index dans la table T.

Ainsi, les bits étant numérotés de 1 à N, le Iem bit de S est donné par la relation S(I)=T(I)-1 Sur E.

Dans la suite de cette fiche, cet algorithme est appelé AppliquerTableDes.

Expansion de la clé

Voici l'algorithme Key Schedule (KS) d'expansion de la clé :

Variable /******/


	I : Entier;

	C : Tableau[4] De Nul Octet;

	D : Tableau[4] De Nul Octet;




C=AppliquerTableDes(TableC,CleInitiale);

D=AppliquerTableDes(TableD,CleInitiale);

Pour I=1 JusquA 16 Faire


	Si I Dans (1,2,9,16) Alors

	
		C=(C<<2)|((C&0x0C0000)>>26);

		D=(D<<2)|((D&0x0C0000)>>26);

	
	Sinon
	
		C=(C<<1)|((C&0x080000)>>27);

		D=(D<<1)|((D&0x080000)>>27);

	
	TableCle[I-1]=AppliquerTableDes(TableK,Binaire(C)+Binaire(D));


Fin Pour

Cryptage d'un bloc de 8 octets

Voici l'algorithme de cryptage d'un bloc Buffer de huit octets :

/****************************************************************/ Fonction CalculerPositionDes(S : Octet , TableValeursS : Tableau[?] De Nul Ou Octet) /* Objet : Calcule la position dans la table des permutations de S.*/ /*******************************************************************/ Variable /******/


	Index : Entier;




Debut

Si S&0x20 Alors


	Index=32;

Else


	Index=0;

Fin Si

Si S&0x01 Alors


	Index+=16;

Fin Si

Index+=(S&0x1E)>>1;

Retourner TableValeursS[Index];

Fin Fonction



/****************************************************************/

Procedure Crypter(BufferEntree : Binaire, BufferSortie : Binaire Sortie)

/* Objet : Crypte un binaire de 8 octets.                       */

/****************************************************************/

Variable

/******/


	I : Entier;

	IP : Tableau[8] De Nul Octet;

	IP2 : Tableau[4] De Nul Octet;

	IP3 : Tableau[8] De Nul Octet;

	L : Tableau[4] De Nul Octet;

	L2 : Tableau[6] De Nul Octet;

	R : Tableau[4] De Nul Octet;

	S1 : Octet;

	S2 : Octet;

	S3 : Octet;

	S4 : Octet;

	S5 : Octet;

	S6 : Octet;

	S7 : Octet;

	S8 : Octet;




Debut

/* Permutation du buffer d'entree. */

IP=AppliquerTableDes(TableEntree,BufferEntree);

/* Application des 16 cles. */

Pour I=1 JusquA 16 Faire


	/* Decoupage de LI de 64 bits sur en deux registres L et R de 32 bits. */

	L=IP.Gauche(4);

	R=IP.Droite(4);

	/* Expansion de L de 32 bits en L2 de 48 bits. */

	L2=AppliquerTableDes(TableExpansion,Binaire(L))+TableCles[I-1];

	/* Extraction des huits registres de 6 bits S1 à S8. */

   S1=(L2[0]&0x8C)>>25;

   S2=((L2[0]&0x03)<<4)|((L2[1]&0xF0)>>4);

   S3=(L2[1]&0x0F)|((L2[2]&0xC0)>>6);

   S4=L2[2]&0x3F;

   S5=(L2[3]&0x8C)>>25;

   S6=((L2[3]&0x03)<<4)|((L2[4]&0xF0)>>4);

   S7=(L2[4]&0x0F)|((L2[5]&0xC0)>>6);

   S8=L2[5]&0x3F;

	/* Calcul de S(L,K(i)). */

   IP2[0]=(CalculerPositionDes(S1,TableS1)<<4)|CalculerPositionDes(S2,TableS2);

   IP2[1]=(CalculerPositionDes(S3,TableS3)<<4)|CalculerPositionDes(S4,TableS4);

   IP2[2]=(CalculerPositionDes(S5,TableS5)<<4)|CalculerPositionDes(S6,TableS6));

   IP2[3]=(CalculerPositionDes(S7,TableS7)<<4)|CalculerPositionDes(S8,TableS8));

	/* Applique P a S(L,K(i)). */

	IP3=AppliquerTableDes(TableP,Binaire(IP2));

	/* R=L et L=R+F(L,K(i)). */

	IP[0]=R[0]+Ip3[0];

	IP[1]=R[1]+Ip3[1];

	IP[2]=R[2]+Ip3[2];

	IP[3]=R[3]+Ip3[3];

	IP[4]=L[0];

	IP[5]=L[1];

	IP[6]=L[2];

	IP[7]=L[3];


Fin Pour

/* Permutation du buffer de sortie. */

BufferSortie=AppliquerTableDes(TableSortie,IP);

Fin Procedure

Decryptage d'un bloc de 8 octets

Voici l'algorithme de décryptage d'un bloc Buffer de huit octets :

/****************************************************************/ Procedure Decrypter(BufferEntree : Binaire, BufferSortie : Binaire Sortie) /* Objet : Decrypte un binaire de 8 octets. */ /****************************************************************/ Variable /******/


	I : Entier;

	IP : Tableau[8] De Nul Octet;

	IP2 : Tableau[4] De Nul Octet;

	IP3 : Tableau[8] De Nul Octet;

	L : Tableau[4] De Nul Octet;

	L2 : Tableau[6] De Nul Octet;

	R : Tableau[4] De Nul Octet;

	S1 : Octet;

	S2 : Octet;

	S3 : Octet;

	S4 : Octet;

	S5 : Octet;

	S6 : Octet;

	S7 : Octet;

	S8 : Octet;




Debut

/* Permutation du buffer d'entree. */

IP=AppliquerTableDes(TableEntree,BufferEntree);

/* Application des 16 cles en ordre inverse. */

Pour I=16 JusquA 1 Faire


	/* Decoupage de LI de 64 bits sur en deux registres L et R de 32 bits. */

	L=IP.Gauche(4);

	R=IP.Droite(4);

	/* Expansion de L de 32 bits en L2 de 48 bits. */

	L2=AppliquerTableDes(TableExpansion,Binaire(L))+TableCles[I-1];

	/* Extraction des huits registres de 6 bits S1 à S8. */

   S1=(L2[0]&0x8C)>>25;

   S2=((L2[0]&0x03)<<4)|((L2[1]&0xF0)>>4);

   S3=(L2[1]&0x0F)|((L2[2]&0xC0)>>6);

   S4=L2[2]&0x3F;

   S5=(L2[3]&0x8C)>>25;

   S6=((L2[3]&0x03)<<4)|((L2[4]&0xF0)>>4);

   S7=(L2[4]&0x0F)|((L2[5]&0xC0)>>6);

   S8=L2[5]&0x3F;

	/* Calcul de S(L,K(i)). */

   IP2[0]=(CalculerPositionDes(S1,TableS1)<<4)|CalculerPositionDes(S2,TableS2);

   IP2[1]=(CalculerPositionDes(S3,TableS3)<<4)|CalculerPositionDes(S4,TableS4);

   IP2[2]=(CalculerPositionDes(S5,TableS5)<<4)|CalculerPositionDes(S6,TableS6));

   IP2[3]=(CalculerPositionDes(S7,TableS7)<<4)|CalculerPositionDes(S8,TableS8));

	/* Applique P a S(L,K(i)). */

	IP3=AppliquerTableDes(TableP,Binaire(IP2));

	/* R=L et L=R+F(L,K(i)). */

	IP[0]=R[0]+Ip3[0];

	IP[1]=R[1]+Ip3[1];

	IP[2]=R[2]+Ip3[2];

	IP[3]=R[3]+Ip3[3];

	IP[4]=L[0];

	IP[5]=L[1];

	IP[6]=L[2];

	IP[7]=L[3];


Fin Pour

/* Permutation du buffer de sortie. */

BufferSortie=AppliquerTableDes(TableSortie,IP);

Fin Procedure