Διαφορά μεταξύ DES (Πρότυπο κρυπτογράφησης δεδομένων) και AES (Πρότυπο προηγμένης κρυπτογράφησης)

2019

Το DES (Πρότυπο κρυπτογράφησης δεδομένων) και το AES (Πρότυπο προηγμένης κρυπτογράφησης) είναι και τα συμμετρικά κρυπτογραφημένα μπλοκ. Το AES εισήχθη για να ξεπεράσει το μειονέκτημα του DES. Καθώς το DES έχει μικρότερο μέγεθος κλειδιού το οποίο το καθιστά λιγότερο ασφαλές για να ξεπεραστεί αυτό το τριπλό DES εισήχθη αλλά αποδεικνύεται πιο αργό. Ως εκ τούτου, αργότερα AES εισήχθη από το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας. Η βασική διαφορά μεταξύ του DES και του AES είναι ότι το μπλοκ DES open πεπλατυσμένο διαιρείται σε δύο μισά πριν ξεκινήσει ο κύριος αλγόριθμος, ενώ στην AES ολόκληρο το μπλοκ επεξεργάζεται για να αποκτήσει το κρυπτοκείμενο.

Ας συζητήσουμε μερικές ακόμα διαφορές μεταξύ DES και AES με τη βοήθεια του πίνακα σύγκρισης που φαίνεται παρακάτω.

Συγκριτικό διάγραμμα

Βάση σύγκρισης	DES (Πρότυπο κρυπτογράφησης δεδομένων)	AES (Πρότυπο προηγμένης κρυπτογράφησης)
Βασικός	Στο DES το μπλοκ δεδομένων χωρίζεται σε δύο μισά.	Στο AES ολόκληρο το μπλοκ δεδομένων επεξεργάζεται ως ένα ενιαίο πλέγμα.
Αρχή	Το DES εργάζεται στη δομή του Feistel Cipher.	Η AES εργάζεται για την Αρχή της Υποκατάστασης και της Μετατροπής.
Απλό κείμενο	Το Plaintext είναι 64 bit	Το απλό κείμενο μπορεί να είναι 128, 192 ή 256 bit
Βασικό μέγεθος	Το DES σε σύγκριση με το AES έχει μικρότερο μέγεθος κλειδιού.	Το AES έχει μεγαλύτερο μέγεθος κλειδιού σε σύγκριση με το DES.
Γύροι	16 γύρους	10 γύρους για algo 128-bit 12 γύρους για algo 192-bit 14 κύκλοι για algo 256-bit
Ονόματα γύρους	Επέκταση επέκτασης, Xor, S-box, P-box, Xor και Swap.	Υποκατηγορίες, Shiftrows, Mix στήλες, Addkeykeys.
Ασφάλεια	Το DES έχει μικρότερο κλειδί το οποίο είναι λιγότερο ασφαλές.	Το AES έχει μεγάλο μυστικό κλειδί συγκριτικά, επομένως, πιο ασφαλές.
Ταχύτητα	Το DES είναι σχετικά πιο αργό.	Το AES είναι ταχύτερο.

Ορισμός DES (Πρότυπο κρυπτογράφησης δεδομένων)

Το Πρότυπο Κρυπτογράφησης Δεδομένων (DES) είναι ένα συμμετρικό κλειδί κρυπτογράφησης κλειδιών που υιοθετήθηκε από το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας το 1977 . Το DES βασίζεται στη δομή Feistel όπου το απλό κείμενο χωρίζεται σε δύο μισά. Το DES λαμβάνει είσοδο ως απλό κείμενο 64-bit και πλήκτρο 56-bit για την παραγωγή Ciphertext 64 bit.

Στο παρακάτω σχήμα μπορείτε να δείτε την κρυπτογράφηση του plaintext χρησιμοποιώντας DES. Αρχικά, το πλατινένιο 64-bit υποβάλλεται σε αρχική μετάθεση που αναδιατάσσει τα δυαδικά ψηφία για την εισαγωγή εισόδου 64 bit. Τώρα, αυτή η αναμεταγμένη είσοδος 64 δυαδικών ψηφίων χωρίζεται σε δύο ημίσεια, δηλ. Αριστερό τμήμα 32-bit και δεξιά τμήμα 32-bit. Και τα δύο αυτά τμήματα υποβάλλονται σε δεκαέξι γύρους, όπου κάθε γύρος ακολουθεί τις ίδιες λειτουργίες. Μετά την ολοκλήρωση δεκαέξι γύρων, γίνεται η τελική μετάθεση και αποκτάται το κρυπτογράφημα 64-bit.

Κάθε γύρος περιλαμβάνει τις ακόλουθες λειτουργίες:

Επέκταση επέκτασης : Εδώ το τμήμα δεξιά 32-bit επεκτείνεται για να σχηματίσει το δεξί τμήμα 48-bit.
Xor : Το δεξιό τμήμα 48-bit είναι το Xor με δευτερεύον κλειδί 48 bit που λαμβάνεται από το κλειδί 56 bit, με αποτέλεσμα την έξοδο 48 bit.
S-box : Η έξοδος 48-bit που λαμβάνεται από το βήμα Xor μειώνεται ξανά σε 32 bit.
P-box : Εδώ το αποτέλεσμα 32-bit που λαμβάνεται από το S-box είναι και πάλι permuted, το οποίο έχει ως αποτέλεσμα την 32-bit μεταβλητή έξοδο.

Ορισμός του AES (Προηγμένο πρότυπο κρυπτογράφησης)

Το προηγμένο πρότυπο κρυπτογράφησης (Advanced Encryption Standard - AES) είναι επίσης ένα συμμετρικό κρυπτογράφημα πλήκτρων κλειδιών . Το AES δημοσιεύθηκε το 2001 από το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας . Το AES εισήχθη για να αντικαταστήσει το DES καθώς το DES χρησιμοποιεί πολύ μικρό κλειδί κρυπτογράφησης και ο αλγόριθμος ήταν πολύ πιο αργός.

Ο αλγόριθμος AES παίρνει κρυφό κείμενο 128-bit και μυστικό κλειδί 128-bit το οποίο μαζί σχηματίζει ένα μπλοκ των 128 δυαδικών ψηφίων το οποίο απεικονίζεται ως 4Χ4 τετράγωνο πλέγμα. Αυτή η τετραγωνική μήτρα 4Χ4 υφίσταται αρχικό μετασχηματισμό. Αυτό το βήμα ακολουθείται από τους 10 γύρους. Μεταξύ των οποίων οι 9 γύροι περιλαμβάνουν τα ακόλουθα στάδια:

Υποσύμματα: Χρησιμοποιεί το S-box με το οποίο εκτελεί byte με υποκατάσταση byte ολόκληρου του μπλοκ (μήτρα).
Γραμμές Shift: Οι σειρές του πίνακα μετατοπίζονται.
Ανακατέψτε τις στήλες: Οι στήλες του πίνακα ανακατεύονται από δεξιά προς τα αριστερά.
Προσθήκη στρογγυλών πλήκτρων: Εδώ , εκτελείται το Xor του τρέχοντος μπλοκ και του επεκταμένου κλειδιού.

Και ο τελευταίος 10ος γύρος περιλαμβάνει υποβήματα, μετατοπίσεις γραμμών και προσθήκη στρογγυλών κλειδιών μόνο στα στάδια και παρέχει κρυπτογράφημα 16 bytes (128 bit).

Βασικές διαφορές μεταξύ DES και AES

Η βασική διαφορά μεταξύ του DES και του AES είναι ότι το μπλοκ στο DES διαιρείται σε δύο μισά πριν από την περαιτέρω επεξεργασία, ενώ στην AES ολόκληρο το μπλοκ επεξεργάζεται για να αποκτήσει κρυπτοκείμενο.
Ο αλγόριθμος DES λειτουργεί στην αρχή του Feistel Cipher και ο αλγόριθμος AES λειτουργεί με την αρχή της υποκατάστασης και της μετάθεσης.
Το μέγεθος κλειδιού του DES είναι 56 bit το οποίο είναι συγκριτικά μικρότερο από το AES το οποίο έχει 128, 192 ή μυστικό κλειδί 256-bit.
Οι γύροι στο DES περιλαμβάνουν την επέκταση μετατόπισης, Xor, S-box, P-box, Xor και Swap. Από τα άλλα χέρια, οι γύροι στο AES περιλαμβάνουν Subbytes, Shiftrows, Mix στήλες, Addkeykeys.
Το DES είναι λιγότερο ασφαλές από το AES λόγω του μικρού μεγέθους του κλειδιού.
Το AES είναι συγκριτικά ταχύτερο από το DES.