仅使用DES模拟3DES EDE

Question

我的设备不支持完整的3DES（EDE）。如何使用标准DES模拟一个？加密模式是CBC。

Answer 1

首先选择三个独立的DES密钥，它们之间没有任何关系。

您需要将DES置于ECB模式，不是CBC模式。您还需要确保每个加密和解密操作仅在64位块上完成，而不是更多或更少。填充方案等会在实现中造成漏洞，并且会导致通过强力发现块内容的速度比对每个密钥的强力更快。

使用第一个密钥加密您的明文。使用第二个密钥，解密该值。使用第三个密钥，加密整个块的值。它看起来像这样：

Encrypt(k3, Decrypt(k2, Encrypt(k1, plaintext)))

解密是另一种方式，看起来像这样：

Decrypt(k1, Encrypt(k2, Decrypt(k3, ciphertext)))

当您使用3DES加密块时，您需要应用您的操作模式，如CBC或CTR，并在需要时应用填充。

小心。

Answer 2

阻止模式加密

您所做的是将128位（16字节）或168位（24字节）的密钥分别分成两部分或三部分。因此，对于16字节的密钥K，您将拥有两个密钥Ka和Kb，而对于24字节密钥，您将拥有Ka，Kb和Kc。 DES ABC密钥的有效强度约为112位，DES ABA密钥的有效强度约为80位。

要加密8个字节的单个块（DES和3DES的块大小），您将执行以下加密操作：Cn = E（Ka，D（Kb，E（Kc，Mn）））其中Mn是明文消息的第n个块和Cn密文的第n个块。如果您没有Kc，那么您可以使用Ka（DES ABC密钥与DES ABA密钥）。

为此，您需要单个块DES加密，这与ECB模式下的单个块加密相同，或者单个块使用CBC加密，IV由8个字节组成，值为00h。

CBC

所以这是块加密排序，现在你需要某种加密模式和填充模式。我将在这里解释CBC模式加密，ECB不应该用于加密非随机数据。

使用CBC模式加密，您可以将矢量与纯文本进行异或。向量通常只是最后一个DESede加密块的输出。由于您没有任何前面的密文，您需要使用随机数据自己创建第一个向量。该向量称为初始化向量或IV。有关清晰的图片，请参阅wikipedia。

填充

分组密码模式只允许加密完整的纯文本块。所以你需要一些填充方案。尽管有许多填充模式，但大多数时候都使用PKCS＃5填充。你应该像这样填充纯文本：pad的字节值为0Xh，其中X是创建完整块所需的填充字节数。 X应该在1到8之间：换句话说，总是使用PKCS＃5填充;这使得填充字节与纯文本区分开来成为可能。

如果在在线协议中使用填充，则需要防止填充oracle攻击。在这种情况下，强烈建议使用某种形式的完整性检查，例如通过使用单独的密钥在密文上添加HMAC。

Answer 3

3DES只是在明文上使用了三次DES：

ciphertext = E_K3(D_K2(E_K1(plaintext)))
plaintext = D_K1(E_K2(D_K3(ciphertext)))

E_Kn = Encryption with Key number n.
D_Kn = Decryption with Key number n.

因此，您可以使用DES轻松“模拟”3DES。

在CBC模式下，你需要一个IV开始，然后用前一个密文块对下一个明文块进行异或。如果您的设备不支持CBC，那么这也很容易“模仿”。