Блочные шифры. 
Решение вопроса защиты информации криптографическими методами

Блочное шифрование под управлением единственного ключа — это определение одной из 2n перестановок в наборе n-битных блоков. На практике блочное шифрование не реализует все возможные перестановки ввиду необходимости обеспечения требуемого размера ключа и логической сложности шифрования. Шифр является предметом анализа, осуществляемого сравнением частоты распределения отдельных блоков с известной частотой распределения знаков в больших образцах открытого текста. Если увеличивать размер блока и строить шифр таким образом, чтобы скрывались частотные характеристики компонентов блоков посредством смешивания преобразований, то такое частотное распределение и его анализ становятся невыполнимыми из-за возрастании размера используемого алфавита и полученная криптографическая схема считается очень хорошей. На основе блочных шрифтов строятся: алгоритм шифрования данных DES, являющийся стандартом США, а также алгоритм Риаеста.

Алгоритм шифрования данных DES

Применяется блочный шифр, оперирующий с 64-битными блоками с использованием 56-битного ключа — режим книги электронных кодов (КЭК). В режиме КЭК, смотрите на рисунке 3, необходимая для правильного дешифрования сообщений криптографическая синхронность достигается тогда, когда отправитель и получатель используют один и тот же ключ и правильно определяют границы блока.

Рисунок 3 — Криптосистема DES в режиме электронной кодировочной книги.

DES может использоваться различными способами как часть генератора ключевого потока для шифров ШТАК (в режиме поточного шифра). В режиме работы в качестве шифра с обратной связью, шифр DES превращается в самосинхронизирующийся поточный шифр, который обрабатывает строки открытого текста, смотрите на рисунке 4.

Рисунок 4 — Криптосистема DES в режиме с обратной связью.

DES является стойким к обычному криптоанализу, хотя он и является теоретически слабым и может быть чувствительным к средствам анализа, основанным на применении больших специализированных вычислительных устройств с большой степенью распараллеливания процессов анализа и обработки информации (шифра).

Режим КЭК и ШОС использования DES позволяют достичь только первой цели — предотвращения раскрытия содержания сообщения (криптозащита) применением их к данным, которые нужно защитить. Однако эти режимы также лежат в основе построения контрмер для достижения остальных целей, перечисленных ранее и связанных с защитой от навязывания ложной информацией (имитозащитой), полученной нарушителем различными перечисленными способами.