数据加密标准DES

数据加密标准DES

　　数据加密算法（Data Encryption Algorithm，DEA）的数据加密标准（Data Encryption Standard，DES）是规范的描述，它出自 IBM 的研究工作，并在 1997 年被美国政府正式采纳。它很可能是使用最广泛的秘钥系统，特别是在保护金融数据的安全中，最初开发的 DES 是嵌入硬 件中的。通常，自动取款机（Automated Teller Machine，ATM）都使用 DES。

　　DES 使用一个 56 位的密钥以及附加的 8 位奇偶校验位，产生最大 64 位的分组大小。这是一个迭代的分组密码，使用称为 Feistel 的技术，其中将加密的文本块分成两半。使用子密钥对其中一半应用循环功能，然后将输出与另一半进行“异或”运算；接着交换这两半，这一过程会继续下去，但最后一个循环不交换。DES 使用 16 个循环。

　　攻击 DES 的主要形式被称为蛮力的或彻底密钥搜索，即重复尝试各种密钥直到有一个符合为止。如果 DES 使用 56 位的密钥，则可能的密钥数量是 2 的 56 次方个。随着计算机系统能力的不断发展，DES 的安全性比它刚出现时会弱得多，然而从非关键性质的实际出发，仍可以认为它是足够的。不过 ，DES 现在仅用于旧系统的鉴定，而更多地选择新的加密标准 — 高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES）。

　　DES 的常见变体是三重 DES，使用 168 位的密钥对资料进行三次加密的一种机制；它通常（但非始终）提供极其强大的安全性。如果三个 56 位的子元素都相同，则三重 DES 向后兼容 DES。

　　IBM 曾对 DES 拥有几年的专利权，但是在 1983 年已到期，并且处于公有范围中，允许在特定条件下可以免除专利使用费而使用。

　　由于DES是加(解)密64位明(密)文，即为8个字节(8*8=64)，可以据此初步判断这是分组加密，加密的过程中会有16次循环与密钥置换过程，据此可以判断有可能是用到DES密码算法，更精确的判断还得必须懂得一点DES的加密过程。

　　Crackme实例分析

　　本期Crackme用到MD5及DES两种加密算法，难度适中。这次我们重点来看一下DES的加密过程及注册算法过程。用调试器载入程序，下GegDlgItemTextA断点，可以定位到下面代码，我们先来看一下整个crackme的注册过程：

　　由于代码分析太长，故收录到光盘中，请大家对照着分析（请见光盘“code1.doc”）

　　从上面分析可以看出，注册过程是类似：f(机器码，注册码)式的两元运算。机器码是经过md5算法得到的中间16位值，注册码是经过DES解密过程取得16位注册码，然后两者比较，如相等，则注册成功。机器码的运算过程可以参照上一期的MD5算法来理解。下面重点来说一下注册码DES的运算过程。

　　1、密钥处理过程：一般进行加解密过程都要初始化密钥处理。我们可以跟进004023FA CALL Crackme1.00401A40这个call,可以看到如下代码：

　　…(省略)...

　　00401A4D LEA ECX,DWORD PTR DS:[ECX]

　　00401A50 /MOV EDX,EAX

　　00401A52 |SHR EDX,3

　　00401A55 |MOV DL,BYTE PTR DS:[EDX+ESI]

　　00401A58 |MOV CL,AL

　　00401A5A |AND CL,7

　　00401A5D |SAR DL,CL

　　00401A5F |AND DL,1

　　00401A62 |MOV BYTE PTR DS:[EAX+417DA0],DL

　　00401A68 |INC EAX

　　00401A69 |CMP EAX,40 这里比较是否小于64

　　00401A6C \JL SHORT Crackme1.00401A50

　　以上过程就是去掉密钥各第八位奇偶位。

　　…(省略)...

　　00401AB0 |MOV DL,BYTE PTR DS:[ECX+417D9F]

　　00401AB6 |MOV BYTE PTR DS:[EAX+417BA3],DL

　　00401ABC |ADD EAX,4

　　00401ABF |CMP EAX,38 这里进行密钥变换

　　…(省略)...

　　00401BFF ||MOVSX ECX,BYTE PTR DS:[EAX+412215]

　　00401C06 ||MOV CL,BYTE PTR DS:[ECX+417D9F]

　　00401C0C ||MOV BYTE PTR DS:[EAX+417BA5],CL

　　00401C12 ||ADD EAX,6

　　00401C15 ||CMP EAX,30 这里产生48位的子密钥

　　00401C18 |\JL SHORT Crackme1.00401BA0

　　00401C1A |MOV EAX,DWORD PTR SS:[ESP+14]

　　00401C1E |MOV EDI,EAX

　　00401C20 |MOV ECX,0C

　　00401C25 |MOV ESI,Crackme1.00417BA0

　　00401C2A |REP MOVS DWORD PTR ES:[EDI],DWORD PTR D>

　　00401C2C |MOV EDI,DWORD PTR SS:[ESP+10]

　　00401C30 |ADD EAX,30 下一组子密钥

　　00401C33 |INC EDI

　　00401C34 |CMP EAX,Crackme1.00417B90 这里进行16次的生成子密钥过程

　　00401C39 |MOV DWORD PTR SS:[ESP+10],EDI

　　…(省略)...

　　可以看到8位密钥为：1,9,8,0,9,1,7,0

　　2、对数据处理的过程，跟进004024C7 CALL Crackme1.00402050，到如下代码：

　　00402072 |MOV BYTE PTR DS:[EAX+417E30],DL

　　00402078 |INC EAX

　　00402079 |CMP EAX,40 这里取得64位数据

　　0040207C \JL SHORT Crackme1.00402060

　　…(省略)...

　　004020C6 |MOV BYTE PTR DS:[EAX+417BA3],DL

　　004020CC |ADD EAX,4

　　004020CF |CMP EAX,40 进行第一次变换

　　004020D2 \JL SHORT Crackme1.00402080

　　004020D4 MOV AL,BYTE PTR SS:[ESP+20]

　　004020D8 TEST AL,AL

　　004020DA MOV ECX,10

　　…(省略)...

　　00402191 MOV EBP,DWORD PTR DS:[415094] ; Crackme1.00417E30

　　00402197 SUB EAX,EBP 这里对变换后的数据分为两部分

　　00402199 MOV DWORD PTR SS:[ESP+10],EAX

　　0040219D MOV DWORD PTR SS:[ESP+20],Crackme1.00417B60

　　004021A5 /MOV EAX,DWORD PTR SS:[ESP+20]

　　004021A9 |MOV ECX,8

　　004021AE |MOV ESI,EBP

　　004021B0 |MOV EDI,Crackme1.00417E10

　　004021B5 |PUSH EAX 这里用上面生成的子密钥来解密数据

　　004021B6 |MOV EBX,EBP

　　…(省略)...

　　004021FF |SUB EAX,30 下一个子密钥

　　00402202 |CMP EAX,Crackme1.00417890 这里将循环16次，典型的DES加解密过程

　　00402207 |MOV ECX,8

　　0040220C |MOV ESI,Crackme1.00417E10

　　00402211 |REP MOVS DWORD PTR ES:[EDI],DWORD PTR DS:[ESI>

　　…(省略)...

　　0040225A |MOV BYTE PTR DS:[EAX+417BA2],DL

　　00402260 |MOV DL,BYTE PTR DS:[ECX+417E2F]

　　00402266 |MOV BYTE PTR DS:[EAX+417BA3],DL

　　0040226C |ADD EAX,4

　　0040226F |CMP EAX,40 这里是未置换

　　00402272 \JL SHORT Crackme1.00402220

　　00402274 MOV EBP,DWORD PTR SS:[ESP+18]

　　00402278 MOV ECX,10

　　0040227D MOV ESI,Crackme1.00417BA0

　　…(省略)...

　　有兴趣的读者可以参考DES算法来理解上面的过程。

　　Crackme总结

　　要找到注册码，应该：对机器码生成的md5值，取前面16位，再用DES加密这16位字符，加密后的十六进制值即为注册码。如：机器码2747318257，变换后的md5值为7828e8ca43f7d8329ead4c1f aa39c1ec，取前16位7828e8ca43f7d832十六进制值(37 38 32 38 65 38 63 61 34 33 66 37 64 38 33 32)用DES加密后数据为5041a5d06937f8f73f87e68a0e7d2810，此即为真正的注册码。

　　TripleDES。该算法被用来解决使用 DES 技术的 56 位时密钥日益减弱的强度，其方法是：使用两个独立密钥对明文运行 DES 算法三次，从而得到 112 位有效密钥强度。TripleDES 有时称为 DESede（表示加密、解密和加密这三个阶段）。