Materi DES tambahan

Artikel ini berisi penjelasan teknis dari yang disinggung dalam artikel penyandian blok Standar Enkripsi Data (DES).

Seluruh bit dan bita diurutkan sesuai endian besar dalam artikel ini, yaitu bit pertama selalu bit dengan nilai tempat terbesar.

Tiap tabel dibuat untuk memudahkan pemahaman. Tabel-tabel berikut berupa larik, bukan matriks, kecuali telah disebutkan 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

Tabel ini menentukan permutasi masukan untuk blok 64 bit. Cara baca tabel ini sebagai 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)

-1</sup>)"},"3":{"wt":"400px"},"4":{"wt":"right"},"5":{"wt":"bottom"},"6":{"wt":"triangle"},"7":{"wt":"black"}},"i":0}}]}' id="mwWg"/>

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 adalah inversi dari permutasi awal.

Fungsi ekspansi (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 ekspansi (perluasan) ditafsirkan sebagai permutasi awal dan akhir. Perhatikan bahwa beberapa bit dari masukan digandakan, misal 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 bagian kanan dan kiri dari keadaan penjadwalan kunci. Perhatikan bahwa hanya 56 bit dari 64 bit yang dipilih. Sisanya (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 ronde dari 56 bit keadaan penjadwalan kunci. Permutasi ini mengabaikan bit ke-9, 18, 22, 25, 35, 38, 43, dan 54.

Kotak substitusi (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

Tabel ini mendaftar delapan kotak-S yang dipakai dalam DES. Tiap kotak-S mengganti masukan 6 bit ke keluaran 4 bit. Bila diberikan masukan 6 bit, keluarannya ditentukan dengan memilih baris dari bit-bit terluar dan memilih kolom 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 adalah 64 bit. Operasi berikut dilakukan darinya.

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.

Rotasi bit

Sebelum kunci ronde dipilih, tiap setengah keadaan penjadwalan kunci digeser melingkar ke kiri beberapa kali.

Tabel rotasi bit
Ronde ke-	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
Jumlah geser	1	1	2	2	2	2	2	2	1	2	2	2	2	2	2	1

Pemampatan kunci

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

Daftar pustaka

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

Pranala luar

(Inggris) Ilustrasi algoritma DES

l b s Penyandian blok
Algoritme umum	AES Blowfish DES (penjelasan teknis, Triple DES) Serpent Twofish
Algoritme kurang umum	ARIA Camellia CAST-128 GOST IDEA LEA RC2 RC5 RC6 SEED Skipjack TEA (XTEA)
Algoritme lainnya	3-Way Akelarre Anubis BaseKing BassOmatic BATON BEAR dan LION CAST-256 Chiasmus CIKS-1 CIPHERUNICORN-A CIPHERUNICORN-E CLEFIA CMEA Cobra COCONUT98 Crab Cryptomeria/C2 CRYPTON Sandi-CS DEAL DES-X DFC E2 FEAL FEA-M FROG G-DES GOST Grand Cru Hasty Pudding cipher Hierocrypt ICE IDEA NXT Intel Cascade Cipher Iraqi Kalyna KASUMI KeeLoq KHAZAD Khufu dan Khafre Sandi-KN Kuznyechik Ladder-DES Libelle LOKI (97, 89/91) Lucifer M6 M8 MacGuffin Madryga MAGENTA MARS Mercy MESH MISTY1 MMB MULTI2 MultiSwap New Data Seal NewDES Nimbus NOEKEON NUSH PRESENT Q RC6 REDOC Red Pike S-1 SAFER SAVILLE SC2000 SHACAL SHARK (penyandian) Simon SM4 Speck Spectr-H64 Square SXAL/MBAL Threefish Treyfer UES xmx XXTEA Zodiac
Desain	Efek salju longsor Jaringan substitusi–permutasi Kotak-S Kotak-P Pemutihan kunci (Transformasi pemutihan) Pengacakan dan penghamburan Penjadwalan kunci Sandi Feistel Skema Lai–Massey Sandi produk Ukuran blok Ukuran kunci
Penyerangan (analisis kriptografi)	Serangan brutal (EFF DES cracker) MITM (Biclique attack, 3-subset MITM attack) Linear (Piling-up lemma) Differential (Impossible Truncated Higher-order) Differential-linear Distinguishing (Known-key) Integral/Square Boomerang Mod n Related-key Slide Rotational Timing XSL Interpolation Partitioning Davies' Rebound Weak key Tau Chi-square Time/memory/data tradeoff
Standardisasi	Proses AES CRYPTREC NESSIE
Peralatan/perkakas	Vektor inisialisasi Mode operasi Bantalan

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

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

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

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

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

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

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

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