DESおよびTDES-EDE3アルゴリズムのハードウェア実装

歴史

TDESアルゴリズム(3DES、Tripple DES)は、DESアルゴリズムの改良として1978年に作成されました。後者と比較して、暗号強度は向上していますが、計算時間は3倍になっています。今日最も一般的な暗号化アルゴリズムはAESであり、これは米国政府によって暗号化標準として採用されていますが、TDESは広く使用されています。たとえば、今でもMicrosoftシステム製品に含まれています。





このアルゴリズムは、高い暗号強度を必要としない伝送チャネルでのストリーミングデータの暗号化にも使用されます。TDESアルゴリズムのハードウェア実装、さらにはDESは、アルゴリズムを選択する際に重要な役割を果たすことができる、より安全なAESと比較して、より小さな領域を占有します。このため、今日でも国内外の信号処理装置で使用されています。





なぜ私はこれをして説明することにしたのですか

, . , , . -, , . -, ROM , " ". - , . , . .





, . DES , [1], TDES-EDE3 .





DES

図: 1.DES暗号化スキーム
. 1. DES

TDES DES. .





DES 64 56 ( 64 ). excel . 1 :





  • IP. 64 T IP.





  • 16 . T0 L0 R0. :





    \ begin {equation} \ begin {gathered} L_ {i} = R_ {i-1} \\ R_ {i} = L_ {i-1} \ oplus f(R_ {i-1}、k_i)、\ end {収集} \終了{方程式}
  • ki. 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64 , . . 64- , 56 . , . , KI ( 64- ), . 28 . , : , , , .





    48 56 KO.





  • f. f 32- R(i-1) 48- ki. f :





    • E. 32- R(i-1) 48 E.





    • Xor .





    • S. 8 6 . S-. , .





    • P. P. 32 .





  • OP. 16 OP.





DES (. 2). .





図: 2.DES復号化スキーム
. 2. DES

DES

. [2], -. .





, , . , , , . , , , .





, , f. , P. xor , , , S.





S .





. (. . 1). , stage 0.





, . , -, f, - Ri. R(i-1) L(i-1) 32 ki 48 . Ri Li. . System Verilog.





, .





, , , , .





fdecrypt. .. , Lout Rout fencrypt. , .. 16- , 15- ..





.





DES. , . .





S-. 512 = 64*8 , S-. key = 64'h0, : S-, , . , , . , E 32- 64-. , , OP. , S-. .





, .





.. , , 17 (16 ), .





, RTL DES .





TDES

TDES . 3DES-EDE3 (encrypt-decrypt-encrypt) . , 168 ( 192 ), 64 .





. 16 . IP OP, . . RTL .





: DES , TDES. 64'hffffffffffffffff. , S- TDES, .. , , DES. TDES. , , , S- , DES 64'h0.





512*3 = 1536 . TDES .





結果

私はRTL暗号化アルゴリズムDESとTDES-EDE3を作成してテストしました。これらのアルゴリズムのテストベクトルも作成しました。すべてのソースはgithubにあります。これらのソースが、これらのアルゴリズムの知識や実装に役立つことを願っています。ご清聴ありがとうございました!






便利なリンク:

  • [1]





  • [2]





  • ステージ計算の例を含む良い記事





  • ソース付きのGithub












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