Đồ án tốt nghiệp mật mã hóa dữ liệu bằng phương pháp DES

10/19/14 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


MẬT MÃ HÓA DỮ LIỆU
MẬT MÃ HÓA DỮ LIỆU
BẰNG PHƯƠNG PHÁP DES
BẰNG PHƯƠNG PHÁP DES
SVTH: Hồ Thị Minh Phú - 132130127
SVTH: Hồ Thị Minh Phú - 132130127
GVHD: Th.s Nguyễn Lê Mai Duyên
GVHD: Th.s Nguyễn Lê Mai Duyên
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN
KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
10/19/14 2
LỜI NÓI ĐẦU
♦
Ngày nay với sự xuất hiện của máy tính,
các tài liệu quan trọng đều được số hóa và
xử lý trên máy tính
♦
Được truyền đi trong môi trường không an
toàn.
♦
Mật mã hóa DES là chuẩn mã hóa được sử
dụng rộng rãi trên thế giới.
10/19/14 3
NỘI DUNG
NỘI DUNG
♦

Chương 1:Tổng quan
♦
Chương 2:Một số phương pháp mã hóa quy ước
♦
Chương 3:Mật mã hóa DES
♦
Chương 4:Mô phỏng và Kết quả
♦
Kết luận
10/19/14 4
TỔNG QUAN
♦
Mật mã học
♦
Hệ thống mã hóa
♦
Hệ thống mã hóa quy ước
♦
Hệ thống mã hóa công cộng
♦
Kết hợp mã hóa quy ước, mã hóa công cộng
10/19/14 5
MẬT MÃ HỌC
♦
Mật mã học ???
♦
Là ngành khoa học nghiên cứu các kỹ
thuật toán học nhằm cung cấp các dịch
vụ bảo vệ thông tin.
10/19/14 6

♦
Là một bộ băm (P, C, K, E ,D) :
♦
Tập nguồn P là tập hữu hạn tất cả các mẫu
tin nguồn cần mã hóa có thể có
♦
Tập đích C là tập hữu hạn tất cả các mẫu tin
có thể có sau khi mã hóa
♦
Tập khóa K là tập hữu hạn các khóa có thể
có được sử dụng
♦
E và D lần lượt là tập luật mã hóa và giải
mã. Với mỗi khóa K∈ D tương ứng
HỆ THỐNG MÃ HÓA
10/19/14 7
HỆ THỐNG MÃ HÓA
HỆ THỐNG MÃ HÓA
QUY ƯỚC
HỆ THỐNG MÃ HÓA
CÔNG CỘNG
 
10/19/14 8
HỆ THỐNG MÃ HÓA QUY ƯỚC
10/19/14 9
HỆ THỐNG MÃ HÓA
CÔNG CỘNG





10/19/14 10
MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP MÃ
HÓA QUY ƯỚC
♦
Phương pháp mã hóa dịch chuyển
♦
Phương pháp mã hóa thay thế
♦
Phương pháp Affine
♦
Phương pháp Vigenere
♦
Phương pháp Hill
♦
Phương pháp mã hóa hoán vị
♦
Phương pháp DES
10/19/14 11
MẬT MÃ HÓA DES
(DATA ENCRYPTION
STANDARD)
♦
Lịch sử: Hệ mã này được phát triển bởi
Hãng IBM. Được Ủy ban tiêu chuẩn Hoa kỳ
công bố vào ngày 15/02/1977
10/19/14 12
SƠ ĐỒ
MÃ HÓA
R

1
= L
0
⊕ f(R
0
, K
1
)
R
i
= L
i-1
⊕ f(R
i-1
, K
i
)
R
15
= L
14
⊕ f(R
14
, K
15
)
R
16
= L
15

L
1
= R
0
L
i
= R
i-1
L
15
= R
14
L
16
= L
15
⊕ f(R
15
, K
16
)
Bản mã(64 bit)
Bản rõ (64 bit)
K1(48bit)
K
i
(48bit)
K15(48bit)
K16(48bit)
L

0
(32 bit)
R
0
(32 bit)
10/19/14 13
QUÁ TRÌNH MÃ HÓA
♦
GỒM 3 BƯỚC CHÍNH:
♦
Bước 1:
–
Khối 64 bit(x) hoán vị IP x
0
=IP(x)=L
0
R
0
L
0
R
0
x
0
L
0
gồm 32 bit bên trái và R
0
gồm 32 bit bên phải
của x

0
10/19/14 14
♦
Bước 2:
L
i - 1
R
i - 1
f
K
i
⊕
L
i
R
i
Xác định các cặp từ 32 bit Li, R i với
1 ≤i≤16 theo nguyên tắc sau :
Li = Ri-1
Li = Ri-1
Ri = Li-1
Ri = Li-1
⊕
⊕
f (Ri-1, Ki)
f (Ri-1, Ki)
10/19/14 15
♦
Bước 3:
♦

Đổi vị trí 2 khối cuối cùng:
♦
L
16
=L
15
⊕ f(R
15
, K
16
) và R
16
=L
15
♦

L
16
R
16
 Hoán vị ngược (IP
-1
)  Bản mã Y
♦
Y = IP
-1
(L
16
R
16

)
10/19/14 16
SƠ ĐỒ HÀM F
10/19/14 17
- Hàm mở rộng (E) sẽ làm tăng độ dài của
R
i
từ 32 bit lên 48 bit bằng cách thay đổi
các thứ tự của các bit cũng như lặp lại các
bit
HÀM MỞ RỘNG E
10/19/14 18
- Mỗi hàng trong mỗi hộp là hoán vị của các số
nguyên từ 0 đến 15
- Mỗi hộp S-Box có 6 bit đầu vào và 4 bit đầu ra.
HỘP S-BOX
1360101431157194281215
0510379121511261381414
8359111261011321447150
7095126103811152113414
HỘP S1
10/19/14 19
HỘP P-BOX
♦
Hoán vị này mang tính đơn ánh, nghĩa là 1 bit
đầu vào sẽ cho ra 1 bit ở đầu ra, không bit nào
được sử dụng 2 lần hay bị bỏ qua
10/19/14 20
QUÁ TRÌNH TẠO KHÓA CON
10/19/14 21

QUÁ TRÌNH GIẢI MÃ
♦
Quá trình giải mã chính là
thực hiện theo thứ tự đảo
ngược của quá trình mã
hóa
Q
u
á

t
r
ì
n
h

g
i
ả
i

h
ó
a
10/19/14 22
ƯU NHƯỢC ĐIỂM
♦
ƯU ĐIỂM
–
Tính bảo mật cao

–
Thuật toán công khai, dễ hiểu
–
Không gian khóa K lớn 2
56
♦
NHƯỢC ĐIỂM
–
Tính bù
–
Khóa yếu
10/19/14 23
MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ
CHƯƠNG TRÌNH MẬT MÃ HÓA VÀ GIẢI MẬT
MA HÓA ̃
FILE TEXT
GIAI MA FILE ̃̉
TEXT
MA HÓA VĂN ̃
BAN̉
MA HÓA VĂN ̃
BAN̉
CHON ̣
FILE TEXT
C N MA ̃Ầ
HÓA
NHÂP ̣
KHÓA
MA HÓÃ
CHON ̣

VĂN BAN ̉
MA HÓÃ
NHÂP ̣
KHÓA
MA HÓÃ
CHON ̣
FILE TEXT
C N GIAI Ầ ̉
MÃ
NHÂP ̣
KHÓA
GIAI MA ̃̉
CHON ̣
VĂN BAN ̉
GIAI MÃ̉
NHÂP ̣
KHÓA
GIAI MA ̃̉
10/19/14 24
GIAO DIỆN
CHƯƠNG
TRÌNH
10/19/14 25
GIAO DIỆN
CHƯƠNG TRÌNH
KHI NGƯỜI
DÙNG NHẬP SAI
KHÓA