2017年上半年信息安全2017年上半年信息安全工程师考试_试题四答案(解题步骤详解)

第4题

【说明】
DES 是一种分组密码，己知 DES 加密算法的某个 S 盒如表 4-1 所示。

【问题1】 (4分)
请补全该 S 盒，填补其中的空(1) – (4），将解答写在答题纸的对应栏内。
【问题 2】 (2分）
如果该 S 盒的输入为 110011，请计算其二进制输出。
【问题3】（6分）
DES加密的初始置换表如下：

置换时，从左上角的第一个元素开始，表示输入的铭文的第58位置换成输出的第1位，输入明文的第50位置换成输出的第2位，从左至右，从上往下，依次类推。
DES加密时，对输入的64位明文首先进行初始置换操作。
若置换输入的明文M=0123456789ABCDEF（16进制），请计算其输出（16进制表示）。
【问题4】（2分）
如果有简化的DES版本，其明文输入为8比特，初始置换表IP如下：
IP：2 6 3 1 4 8 5 7
请给出其逆初始置换表。
【问题5】（2分）
DES加密算法存在一些弱点和不足，主要有密钥太短和存在弱密钥。请问，弱密钥的定义是什么？

【答案和解析】：

【问题 1】

答案:  （1）10 （2）6 （3）1 （4）11

解析：每一行的元素都是固定是：0 - 15 , 只是顺序不同。

【问题2】

答案：0100

解析： 根据软考指定教材《信息安全工程师教程》的第九十，九十一页： S盒6位输入中第一位和第六位数字组成二进制数值代表选中的行号， 其余四位数字所组成列号：

110011 ：   行号： （第一位，第6位）：11  是第三行

                  列号：（其余四位）： 1001 ： 第九列

                  结果： 查表可得： 结果为4 ， 即0100；

【问题3】

M = （0123456789ABCDEF）₁₆ = （00000001 00100011 01000101 01100111 10001001   10101011 11001101 11101111）₂经过IP置换，结果为：M’ =（11001100 00000000 11001100 11111111  11110000 10101010 11110000 10101010）₂=（CC00CCFFF0AAF0AA）₁₆

解析：参考于https://www.cnblogs.com/songwenlong/p/5944139.html 中：

表中的数字代表原数据中此位置的数据在新数据中的位置，即原数据块的第1位放到新数据的第58位，第2位放到第50位，……依此类推，第64位放到第7位。置换后的数据分为L0和R0两部分，L0为新数据的左32位，R0为新数据的右32位。

　　设转换前的数据位D1D2D3…D64，则IP置换后的结果为L0=D58D50…D8，R0=D57D49…D7。0x0000 0080 0000 0002转换后的结果为0x0002 0000 0000 0001，且L0=0x0002 0000，R0=0x0000 0001。置换步骤如下：

　　原数据第33位为1，置换表第33位为64，因此将1放到新数据的第64位；原数据第63位为1，置换表第63位为7，因此将1放到新数据的第7位；其余值为0的位按此置换。要注意一点，位数是从左边开始数的，即最0x0000 0080 0000 0002最左边的位为1，最右边的位为64。

    M = （0123456789ABCDEF）₁₆ = （00000001 00100011 01000101 01100111 10001001   10101011 11001101 11101111）2   ， 将二进制数 顺序填入 初始置换表 ：

58    (0)	50 (0)	42 (0)	34 (0)	26 （0）	18 (0)	10 (0)	2 (1)
60 （0）	52 （0）	44 （1）	36 （0）	28 （0）	20 （0）	12 (1)	4 (1)
62 （0）	54 (1)	46 （0）	38 （0）	30 （0）	22 (1)	14 （0）	6 （1）
64 （0）	56 （1）	48 （1）	40 （0）	32 （0）	24 （1）	16 （1）	8 （1）
57 （1）	49 （0）	41 （0）	33 （0）	25 （1）	17 （0）	9 （0）	1 （1）
59 （1）	51 （0）	43 （1）	35 （0）	27 （1）	19 （0）	11 （1）	3 （1）
61 （1）	53 （1）	45 （0）	37 （0）	29 （1）	21 （1）	13 （0）	5 （1）
63 （1）	55 （1）	47 （1）	39 （0）	31 （1）	23 （1）	15 （1）	7 （1）

（考试时，在试题上直接填写）

将根据 序号1-64 对于括号内的0,1代码顺序写下来(例如：1 在第四行第八列对应的括号里的数是：1 )：

M’ =（11001100 00000000 11001100 11111111  11110000 10101010 11110000 10101010）₂

_{最后换算成：16进制：}

_{=（CC00CCFFF0AAF0AA）16}

【问题4】

4  1  3  5  7  2  8  6

解析：

初始置换表中的数字代表原数据中此位置的数据在新数据中的位置，即原数据块的第1位放到新数据的第58位，第2位放到第50位，……依此类推，第64位放到第7位。置换后的数据分为L0和R0两部分，L0为新数据的左32位，R0为新数据的右32位。

根据这个规律：  原数据中 第1个位置是2  ， 那么新数据中  第2个位置就为   1； 原数据中 第2个位置是6 ， 那么新数据中  第6个位置就为   2； 以此类推...

答案就是：

4  1  3  5  7  2  8  6

【问题5】

弱密钥不受任何循环移位的影响，并且只能得到相同的子密钥，由全0或全1组成的密钥显然是弱密钥，子密钥生成过程中被分割的两部分分别为全0或全1时也是弱密钥。