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Applicazioni del DES

L'algoritmo DES puó essere usato come standard sia per la cifratura che per l'autenticazione dei dati:

Cifratura Dati:

è semplice vedere come il DES puó essere usato per cifrare un testo in chiaro di 64 bit, tuttavia la lunghezza dei testi è raramente limitata a 64 bit. Per testi piú lunghi possono essere utilizzate le modalità di operazioni viste nella sezione precedente.

Ognuna di tali modalità ha vantaggi e svantaggi. Per esempio l'ECB è eccellente per la cifratura delle chiavi; CFB è usato tipicamente per cifrare caratteri individuali; OFB è tipicamente usato per cifrare comunicazioni via satellite (in cui è necessario ridurre al minimo la possibilità di errori alla stazione ricevente); ed infine entrambi CBC e CFB possono essere usati per l'autenticazione di dati.
Tuttavia per essi non esistono delle analisi formali che dimostrino qual'è il piú sicuro, a meno che non si faccia uso di ipotesi molto restrittive.

Autenticazione Dati:

Originariamente il DES fu introdotto per permettere la cifratura e la decifratura di dati usati sul computer. Tuttavia però la sua applicazione si è estesa anche alla autenticazione dei dati. Tale necessità è nata dalla difficoltà di riconoscere se in un messaggio c'erano state delle modifiche o meno, durante la fase di trasmissione. Piú in particolare, nel caso in cui i dati erano cifrati con una delle due modalità CFB o CBC, allora queste possono essere usate per produrre un Codice di Autenticazione del Messaggio (MAC). Il MAC viene posto alla fine del messaggio in chiaro, ed è usato per convincere chi riceve il messaggio che esso non è stato alterato da nessuno. Cosí il MAC garantisce l'integrità (o autenticità) del messaggio (ma non la sua segretezza).
La modalità di operazione CBC viene usata per produrre un MAC nel seguente modo: supponiamo che Alice voglia trasmettere a Bob la sequenza ; costruiamo i blocchi del testo cifrato con chiave K (si noti che inizialmente il vettore IV contiene tutti zero). Definiamo come il MAC del messaggio, quindi Alice trasmette la sequenza in chiaro seguita dal MAC .
Quando Bob riceve il messaggio, egli puó ricostruire semplicemente il messaggio cifrato usando la chiave segreta K, e verificare se ha lo stesso valore del MAC ricevuto come parte del messaggio.
Si noti che un nemico che vuole attaccare il sistema (crittoanalista) non puó produrre un MAC consistente, poiché non conosce la chiave di cifratura. Quindi se tale crittoanalista intercetta il messaggio e cambia uno o piú bit di tale messaggio, è altamente improbabile che egli riesca a cambiare opportunamente anche il MAC del messaggio, evitando che Bob si accorga delle modifiche.

Cifratura ed Autenticazione dei Dati:

è spesso desiderabile combinare autenticità e segretezza. Questo potrebbe essere fatto nel modo seguente: Alice utilizza una prima chiave per produrre un MAC per il testo in chiaro definito da , cosí\ come è stato visto al punto 2. Si supponga di indicare tale MAC con .
Quindi Alice cifra la sequenza usando una seconda chiave , e producendo il messaggio cifrato . Quando Bob riceve tale messaggio, prima lo decifra usando la chiave , e poi controlla che è effettivamente il MAC per usando la chiave .

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