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DES-Algorithmus (Data Encryption Standard)

Das DES-Verfahren wurde 1976 vom National Bureau of Standards zum offiziellen US-Verschlüsselungsstandard erklärt. Der Algorithmus gehört zu den symmetrischen Verschlüsselungsverfahren und spielt auch heute noch unter den kryptologischen Verfahren eine überragende Rolle. Er eignet sich aber nicht zur Verschlüsselung von Informationen höchsten Vertraulichkeitsgrades, da bei den inzwischen vorhandenen technischen Möglichkeiten ein Angriff durch Ausprobieren aller Schlüssel nicht mehr ausgeschlossen werden kann.

Beim DES-Algorithmus werden Permutationen und nichtlineare Substitutionen hintereinander ausgeführt. Der Algorithmus verwendet einen 56 Bit langen Schlüssel. Genauer, man benutzt einen 64-Bit-Schlüssel, in dem aber nur 56 Bit beliebig wählbar sind; die restlichen 8 Bit ergänzen Blöcke von 7-Bit-Zeichen auf ungerade Parität.

Der Klartext muß in Blöcke von je 64 Bit zerlegt werden. DES überführt dann jeweils einen Klartextblock von 64 Bit in einen Geheimtextblock von 64 Bit.
Zunächst wird der Klartextblock einer Eingangspermutation unterworfen und anschließend in 16 schlüsselabhängigen Runden verschlüsselt. Dazu werden aus den 56 Schlüssel-Bits 16 Teilschlüssel gebildet und in dieser Reihenfolge in den einzelnen Iterationsrunden zur Verschlüsselung eingesetzt.
Anschließend wendet man die zur Eingangspermutation inverse Permutation an und erhält so den zum Klartextblock gehörenden Schlüsselblock.

Die Entschlüsselung erfolgt im wesentlichen auf die gleiche Weise, nur mit dem Unterschied, daß man die Teilschlüssel in der umgekehrten Reihenfolge anwenden muß.

Die Stärke des Chiffrierverfahrens liegt in der Konstruktion der Abbildungen, die in den einzelnen Iterationsrunden angewendet werden. Man kann zeigen, daß jedes Bit des Schlüsseltextes von jedem Bit des zugehörigen Klartextes und von jedem Bit des Schlüssels abhängig ist.

Obwohl der DES-Algorithmus bis ins Detail offengelegt wurde, ist bis heute keine Möglichkeit öffentlich bekannt geworden, das Chiffrierverfahren zu brechen, ohne alle Schlüssel durchzuprobieren.