Material DES tambahan

Rencana ini mengandungi penjelasan teknikal dari yang disinggung dalam rencana penguncian blok Piawaian Penyulitan Data (DES).

Seluruh bit dan bait diurutkan sesuai dengan endian besar dalam rencana ini, iaitu bit pertama selalu bit dengan nilai tempat terbesar.

Setiap jadual dibuat untuk memudahkan pemahaman. Jadual berikut berupa larik, bukan matriks, kecuali telah disebutkan yang lain.

Permutasi awal (IP)

Alur gerak bit pada permutasi awal (IP)

IP
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

Jadual ini menentukan permutasi masukan untuk blok 64 bit. Cara baca jadual ini adalah seperti berikut: Bit keluaran pertama diambil dari bit masukan ke-58; bit keluaran kedua diambil dari bit masukan ke-50; dan seterusnya hingga bit keluaran terakhir diambil dari bit masukan ketujuh.

Permutasi akhir (IP^-1)

Alur gerak bit pada permutasi akhir (IP^-1)

IP⁻¹
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

Permutasi akhir ialah penyongsangan dari permutasi awal.

Fungsi perluasan (E)

Alur gerak bit pada fungsi ekspansi

E
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

Fungsi perluasan ditafsirkan sebagai permutasi awal dan akhir. Perhatikan bahawa beberapa bit dari masukan digandakan, misalnya bit masukan ke-5 digandakan ke bit keluaran ke-6 dan ke-8. Jadi, setengah-blok 32 bit diperluas menjadi 48 bit.

Permutasi (P)

Alur gerak bit pada permutasi P

P
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

Permutasi P mengocok bit-bit dari setengah-blok 32 bit.

Permutasi pilihan I (PC-1)

Alur gerak bit pada permutasi pilihan I (PC-1)

PC-1

Kiri
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
Kanan
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

Setengah "kanan" dan "kiri" menampilkan bit kunci yang membentuk bahagian kanan dan kiri dari keadaan penjadualan kunci. Perhatikan bahaaa hanya 56 bit dari 64 bit yang dipilih. Bakinya (8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64) dipakai sebagai bit paritas.

Permutasi pilihan II (PC-2)

Alur gerak bit pada permutasi pilihan II (PC-2)

PC-2
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

Permutasi ini hanya memilih 48 bit kunci pusingan dari 56 bit keadaan penjadualan kunci. Permutasi ini mengabaikan bit ke-9, 18, 22, 25, 35, 38, 43, dan 54.

Kotak penggantian (Kotak-S)

Kotak-S DES
S₁	x0000x	x0001x	x0010x	x0011x	x0100x	x0101x	x0110x	x0111x	x1000x	x1001x	x1010x	x1011x	x1100x	x1101x	x1110x	x1111x
0yyyy0	14	4	13	1	2	15	11	8	3	10	6	12	5	9	0	7
0yyyy1	0	15	7	4	14	2	13	1	10	6	12	11	9	5	3	8
1yyyy0	4	1	14	8	13	6	2	11	15	12	9	7	3	10	5	0
1yyyy1	15	12	8	2	4	9	1	7	5	11	3	14	10	0	6	13

S₂	x0000x	x0001x	x0010x	x0011x	x0100x	x0101x	x0110x	x0111x	x1000x	x1001x	x1010x	x1011x	x1100x	x1101x	x1110x	x1111x
0yyyy0	15	1	8	14	6	11	3	4	9	7	2	13	12	0	5	10
0yyyy1	3	13	4	7	15	2	8	14	12	0	1	10	6	9	11	5
1yyyy0	0	14	7	11	10	4	13	1	5	8	12	6	9	3	2	15
1yyyy1	13	8	10	1	3	15	4	2	11	6	7	12	0	5	14	9

S₃	x0000x	x0001x	x0010x	x0011x	x0100x	x0101x	x0110x	x0111x	x1000x	x1001x	x1010x	x1011x	x1100x	x1101x	x1110x	x1111x
0yyyy0	10	0	9	14	6	3	15	5	1	13	12	7	11	4	2	8
0yyyy1	13	7	0	9	3	4	6	10	2	8	5	14	12	11	15	1
1yyyy0	13	6	4	9	8	15	3	0	11	1	2	12	5	10	14	7
1yyyy1	1	10	13	0	6	9	8	7	4	15	14	3	11	5	2	12

S₄	x0000x	x0001x	x0010x	x0011x	x0100x	x0101x	x0110x	x0111x	x1000x	x1001x	x1010x	x1011x	x1100x	x1101x	x1110x	x1111x
0yyyy0	7	13	14	3	0	6	9	10	1	2	8	5	11	12	4	15
0yyyy1	13	8	11	5	6	15	0	3	4	7	2	12	1	10	14	9
1yyyy0	10	6	9	0	12	11	7	13	15	1	3	14	5	2	8	4
1yyyy1	3	15	0	6	10	1	13	8	9	4	5	11	12	7	2	14

S₅	x0000x	x0001x	x0010x	x0011x	x0100x	x0101x	x0110x	x0111x	x1000x	x1001x	x1010x	x1011x	x1100x	x1101x	x1110x	x1111x
0yyyy0	2	12	4	1	7	10	11	6	8	5	3	15	13	0	14	9
0yyyy1	14	11	2	12	4	7	13	1	5	0	15	10	3	9	8	6
1yyyy0	4	2	1	11	10	13	7	8	15	9	12	5	6	3	0	14
1yyyy1	11	8	12	7	1	14	2	13	6	15	0	9	10	4	5	3

S₆	x0000x	x0001x	x0010x	x0011x	x0100x	x0101x	x0110x	x0111x	x1000x	x1001x	x1010x	x1011x	x1100x	x1101x	x1110x	x1111x
0yyyy0	12	1	10	15	9	2	6	8	0	13	3	4	14	7	5	11
0yyyy1	10	15	4	2	7	12	9	5	6	1	13	14	0	11	3	8
1yyyy0	9	14	15	5	2	8	12	3	7	0	4	10	1	13	11	6
1yyyy1	4	3	2	12	9	5	15	10	11	14	1	7	6	0	8	13

S₇	x0000x	x0001x	x0010x	x0011x	x0100x	x0101x	x0110x	x0111x	x1000x	x1001x	x1010x	x1011x	x1100x	x1101x	x1110x	x1111x
0yyyy0	4	11	2	14	15	0	8	13	3	12	9	7	5	10	6	1
0yyyy1	13	0	11	7	4	9	1	10	14	3	5	12	2	15	8	6
1yyyy0	1	4	11	13	12	3	7	14	10	15	6	8	0	5	9	2
1yyyy1	6	11	13	8	1	4	10	7	9	5	0	15	14	2	3	12

S₈	x0000x	x0001x	x0010x	x0011x	x0100x	x0101x	x0110x	x0111x	x1000x	x1001x	x1010x	x1011x	x1100x	x1101x	x1110x	x1111x
0yyyy0	13	2	8	4	6	15	11	1	10	9	3	14	5	0	12	7
0yyyy1	1	15	13	8	10	3	7	4	12	5	6	11	0	14	9	2
1yyyy0	7	11	4	1	9	12	14	2	0	6	10	13	15	3	5	8
1yyyy1	2	1	14	7	4	10	8	13	15	12	9	0	3	5	6	11

Jadual ini mendaftar lapan kotak-S yang digunakan dalam DES. Setiap kotak-S mengganti masukan 6 bit ke keluaran 4 bit. Bila diberikan masukan 6 bit, keluarannya ditentukan dengan memilih baris dari bit-bit luar dan memilih kolum dari empat bit tengah. Misalnya, masukan 011011 memiliki bit-bit terluar "01" dan empat bit tengah 1101 sehingga $S 5 (011011)$ adalah 1001. (Lihat kotak-S).

Pembuatan kunci

Kunci utama yang diberikan dari pengguna ialah 64 bit. Operasi berikut dilakukan daripadanya.

Permutasi dengan kotak PC-1

Bit-bit pada kunci utama dipermutasikan dengan kotak PC-1 (lihat di atas) yang terdiri dari penghapusan bit paritas dan permutasi.

Pusingan bit

Sebelum kunci pusingan dipilih, setiap setengah keadaan penjadualan kunci digeser melingkar ke kiri beberapa kali.

Jadual pusingan bit
Pusingan ke-	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Jumlah geseran	1	1	2	2	2	2	2	2	1	2	2	2	2	2	2	1

Pemampatan kunci

Bit-bit hasil putaran dipermutasikan dengan kotak PC-2 (lihat di atas).

Bacaan lanjut

Data Encryption Standard (DES) (PDF). National Institute of Standards and Technology (NIST). 25 Oktober 1999. FIPS PUB 46-3.

Pautan luar

(Inggeris) Ilustrasi algoritme DES