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bdes – Data Encryption Standard (DES) による暗号化 / 復号化

書式 解説 実装に関する注 関連項目 免責条項 バグ

bdes [-abdp] [-F N] [-f N] [-k key] [-m N] [-o N] [-v vector]

このプログラムと互換性のあるソフトウェアを実装したい人は、 以下の点に注意してください。 このソフトウェアは Sun Microsystems, Inc. が公開している data encryption standard の実装と互換であるものとされています。

電子暗号表 (ECB) モードおよび暗号化ブロック連鎖 (CBC) モードでは、 平文が 64 ビット (8 バイト = 1 ブロック) 単位で暗号化されます。 平文のファイルが正しく暗号化されることを保証するために、 bdes は (内部動作として) 1 から 8 バイトを追加し、 そのうちの最後のバイトは、最後のブロックが平文のファイルからの入力として 何バイトを読み込んで暗号化したかを示します。 したがって、復号化のときには最後のブロックは 0 から 7 文字までの 平文データと、末尾のバイトとしてその文字数を含みます。 復号化の際にファイルの最後のバイトが 0 から 7 までの間の整数でなかった場合、 ファイルが破壊されているか間違った鍵が指定されたかのどちらかであることに 注意してください。 同様の機構が OFB と CFB のモードでも利用されていますが、 それらでは入力の長さがモードサイズの倍数であることが必要なだけで、 最後のバイトは、0 か、モードサイズとして使われるバイト数から 1 を減じた数値になります。 (これはモードサイズが 8 の倍数であることが必要な理由の一つです。)

Sun の実装と異なり、最後のブロック内の利用されないバイトは不定ではなく、 一つ前のブロックの対応するバイトと同じになります。 これにより、暗号化の強度を損なうことなく、処理速度と移植性を改善しています。

鍵が ASCII 文字列で入力された場合、 鍵の各文字のパリティビットは奇数パリティとなるように設定されます。 Sun の実装と異なり、 2 進あるいは 16 進の鍵もコマンドラインで指定できますが、 その場合、パリティビットが再設定されることは ありません 。 これにより任意のビットパターンを鍵として試すことができます。

Sun の実装では常に初期化ベクトルを 0 (全部 0) としています。 bdes でも既定動作は同様ですが、コマンドラインから指定して変更できます。

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DES が今後の数年間も安全であるかどうかについて激しい論争がありました。 専用ハードウェアの出現により前述の各種攻撃方法の費用が低減されることは あり得るので、 これらの攻撃方法が計算量の点から非現実的とはもはや言えません。

鍵あるいは鍵の一覧がメモリに納められるので、 メモリを読み出せる場合は暗号化の安全性が損なわれる可能性があります。 さらに、 コマンドラインで鍵や初期化ベクトルを指定したときには、 プログラムの引数を表示するプログラムによって傍受される可能性もあります。 これを回避するために bdes は引数を上書きしますが、 残念ながら、これらが競合することは明らかで、現状では回避できません。

ある種の鍵は潜在的な危険を持ち込むことになるので、 使用を避けるべきです。 これらの鍵は、 弱い鍵 (weak key) と やや弱い鍵 (semiweak key) と呼ばれており、以下のものです (16 進数表記で p を 0 あるいは 1 とし、 P を ‘e’ あるいは ‘f’ とする) :

0x0p0p0p0p0p0p0p0p	0x0p1P0p1P0p0P0p0P
0x0pep0pep0pfp0pfp	0x0pfP0pfP0pfP0pfP
0x1P0p1P0p0P0p0P0p	0x1P1P1P1P0P0P0P0P
0x1Pep1Pep0Pfp0Pfp	0x1PfP1PfP0PfP0PfP
0xep0pep0pfp0pfp0p	0xep1Pep1pfp0Pfp0P
0xepepepepepepepep	0xepfPepfPfpfPfpfP
0xfP0pfP0pfP0pfP0p	0xfP1PfP1PfP0PfP0P
0xfPepfPepfPepfPep	0xfPfPfPfPfPfPfPfP

これは DES アルゴリズムに固有の性質です (

Moore, Simmons, Advances in Cryptology \- Crypto '86 Proceedings, Springer-Verlag New York, pp. 9-32, Cycle structure of the DES with weak and semi-weak keys, 1987.

を参照)。