Функция перестановки и выбора последователь­ности в

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
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

Как видно из табл. 16, для генерации последовательно­стей С₀ и D₀ не используются биты 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56 и 64 ключа шифра. Эти биты не влияют на шифрование и могут служить для других целей (например, для контроля по четно­сти). Таким образом, в действительности ключ шифра является 56-битовым.

После определения C₀ и D₀ рекурсивно определяются С_i и D_i, i=1, 2,.... 16. Для этого применяются операции сдвига влево на один или два бита в зависимости от номера шага итерации, как это показано в табл. 17.

Таблица 17

Функции сдвига Si

Номер итерации	Количество сдвигов влево
1	1
2	1
3	2
4	2
5	2
6	2
7	2
8	2
9	1
10	2
11	2
12	2
13	2
14	2
15	2
16	1

Операции сдвига выполняются для последовательностей С_i и D_i независимо. Например, по­следовательность С₃ получа­ется посредством сдвига влево на две позиции последователь­ности С₂, а последовательность D₃ – посредством сдвига влево на две позиции последовательности D₂.

Следует иметь в виду, что выполняется циклический сдвиг влево. Например, единичный сдвиг влево последова­тельности С_i приведет к тому, что первый бит С_i станет по­следним и последовательность бит будет следующая: 2, 3,..., 28, 1.

Ключ K_i, определяемый на каждом шаге итерации, есть результат выбора определенных бит из 56-битовой последова­тельности С_iD_i, и их перестановки. Другими словами K_i = К(C_iD_i), где функция K определяется данными, приведенными в табл. 2.9.

Как следует из табл. 18 первый бит К_i – это бит 14 по­следовательности С_iD_i, второй – бит 17, последний – бит 32.

Таблица 18

Функция перестановки и выбора K
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

Алгоритм DES позволяет непосредственно пре­образовы­вать 64-битовый входной открытый текст в 64-битовый вы­ходной шифрованный текст, однако данные редко ограничива­ются 64 разрядами. Чтобы воспользоваться алгоритмом DES для решения разнообразных криптографических задач, разра­ботаны четыре рабочих режима:

• электронная кодовая книга ЕСВ (Electronic Code Book);

• сцепление блоков шифра СВС (Cipher Block Chaining);

• обратная связь по шифртексту СРВ (Cipher Feed Back);

• обратная связь по выходу OFB (Output Feed Back).

1. Режим «Электронная кодовая книга». Длинный файл разбивают на 64-битовые отрезки (блоки) по 8 байтов. Каждый из этих блоков шифруют независимо с ис­пользованием одного и того же ключа шифрования. Основное достоинство – про­стота реализации. Недостаток – относительно слабая устойчи­вость против квалифицированных криптоаналитиков. Из-за фиксированного характера шифрования при ограниченной длине блока (64 бита) возможно проведение криптоанализа «со словарем». Блок такого размера может повто­риться в со­общении вследствие большой избыточности в тексте на есте­ственном языке. Это приводит к тому, что идентичные бло­ки открытого текста в сообщении будут представлены идентич­ны­ми блоками шифртекста, что дает криптоаналитику некото­рую ин­формацию о содержании сообщения.

2. Режим «Сцепление блоков шифра». В этом режиме ис­ходный файл М разбивается на 64-битовые блоки: М=M₁M₂...M_n. Первый блок M₁ складывается по модулю 2 с 64-битовым начальным вектором IV, который меняется еже­дневно и держится в секрете. Полученная сумма за­тем шифру­ется с использованием ключа DES. Полученный 64-битовый шифр C₁ складывается по модулю 2 со вторым блоком текста, ре­зультат шифруется и получается второй 64-битовый шифр С₂, и т.д. Процедура повторяется до тех пор, пока не будут об­работаны все блоки текста.

3. Режим «Обратная связь по шифру». В этом режиме размер блока может отличаться от 64 бит. Файл, подлежащий шифрованию, счи­тывается последовательными блоками дли­ной k битов(k=1...64). Входной блок (64-бита) вначале содер­жит вектор инициализации, выровненный по правому краю. Предположим, что в результате разбиения на блоки мы полу­чили n блоков длиной k битов каждый (остаток дописывается нулями или пробелами).

4. Режим «Обратная связь по выходу». Этот режим тоже использует переменный размер блока и сдвиговый регистр, инициализируемый так же, как в режиме СРВ, а именно – входной блок вначале содержит вектор инициализации IV, вы­ровненный по правому краю. При этом для каждого сеанса шифрования данных необходимо использовать новое на­чаль­ное состояние регистра, которое должно пересылаться по ка­налу открытым текстом.