Алгоритмы s2DES, s3DES и s5DES

Алгоритм s2DES был предложен корейским специалистом Кванджо Кимом (Kwangjo Kim) в 1991 г. Его целью была разработка на базе DES алгоритма, более устойчивого к дифференциальному криптоанализу, чем DES. Автор s2DES предложил ряд дополнительных критериев создания таблиц замен и сгенерировал по этим критериям новые таблицы замен (по его мнению, более оптимальные, чем в DES), в результате появился s2DES — алгоритм, отличающийся от DES только значениями таблиц замен.

В следующем году Ларе Кнудсен представил атаку на s2DES методом дифференциального криптоанализа на основе порядка 242 выбранных открытых текстов и соответствующих им шифртекстов, которая доказывала, что классический DES более стоек к дифференциальному анализу, чем s2DES. Поэтому в 1993 г. Ким и его коллеги представили новый алгоритм — s3DES, существенно более устойчивый к дифференциальному криптоанализу. s3DES также отличался от DES и s2DES только значениями таблиц замен, однако дифференциальный криптоанализ алгоритма s3DES действительно оказался сложнее полного перебора ключей, поэтому авторы назвали таблицы замен алгоритма s3DES «DA-immune», т. е. невосприимчивыми к дифференциальному анализу.

Дальнейшие исследования алгоритмов данного семейства выявили следующее соотношение устойчивости алгоритмов к линейному криптоанализу:

s3DES < DES < s2DES,

хотя по отношению к дифференциальному криптоанализу все было ровно наоборот:

s2DES < DES < s3DES.

Кстати, наиболее сильные таблицы замен для DES — это таблицы алгоритма s3DES, но с переставленными местами S1 и S2. s DES с переставленными S1 и S2 примерно в 2 раз более стоек к дифференциальному криптоанализу, чем классический DES.

В результате дальнейших разработок в 1995 г. был представлен алгоритм s5DES (название s4DES было закреплено за промежуточной версией алгоритма), также отличающийся от предыдущих только измененными таблицами замен. По устойчивости к дифференциальному криптоанализу s5DES был сравним с s3DES, а к линейному криптоанализу — с s2DES, т. е. s5DES совместил в себе лучшие свойства предыдущих алгоритмов семейства. s5DES был признан экспертами как весьма сильный алгоритм, например сказано, что «s5DES — очень хороший шифр по сравнению с DES».

Стоит отметить, что s5DES не решал основную проблему DES — проблему короткого ключа, поэтому он не мог стать полноценной заменой алгоритму DES.

По материалам книги Сергея Панасенко «Алгоритмы шифрования»

Алгоритмы шифрования