Data Encryption Standard (DES) adalah suatu blok cipher (salah satu
bentuk enkripsi rahasia bersama) yang dipilih oleh National Bureau of
Standar sebagai seorang pejabat Federal Information Processing Standard
(FIPS) untuk Amerika Serikat pada tahun 1976 dan yang kemudian dinikmati
secara luas gunakan internasional. Hal ini didasarkan pada algoritma
kunci simetris yang menggunakan 56-bit key. Algoritma awalnya
diklasifikasikan kontroversial dengan elemen desain, kunci yang relatif
pendek panjang, dan kecurigaan tentang National Security Agency (NSA)
backdoor. DES akibatnya datang di bawah pengawasan intens akademis yang
memotivasi pemahaman modern dan blok cipher kriptoanalisis mereka.
DES sekarang dianggap tidak aman untuk banyak aplikasi. Hal ini
terutama disebabkan oleh 56-bit ukuran kunci yang terlalu kecil; pada
bulan Januari 1999, distributed.net dan Electronic Frontier Foundation
bekerjasama untuk publik memecahkan kunci DES dalam 22 jam dan 15 menit .
Ada juga beberapa hasil analitis teori yang menunjukkan kelemahan dalam
cipher, meskipun mereka tidak layak untuk me-mount dalam praktek.
Algoritma diyakini praktis aman dalam bentuk Triple DES, meskipun ada
serangan teoretis. Dalam beberapa tahun terakhir, sandi telah digantikan
oleh Advanced Encryption Standard (AES). Selanjutnya, DES telah ditarik
sebagai standar oleh Institut Nasional Standar dan Teknologi
(sebelumnya National Bureau of Standards).
Dalam beberapa dokumentasi, pembedaan dibuat antara DES sebagai
standar dan algoritma DES yang disebut sebagai DEA (Data Encryption
Algorithm). Ketika berbicara, “DES” adalah salah dieja sebagai singkatan
(/ ˌ ː ˌ di ɛs i ː /), atau diucapkan sebagai satu-suku kata akronim (/
dɛz /).
Sejarah DES
Asal usul DES kembali ke awal 1970-an. Pada tahun 1972, setelah
menyimpulkan sebuah kajian mengenai pemerintah AS kebutuhan keamanan
komputer, badan standar AS NBS (Biro Standar Nasional) – sekarang
bernama NIST (Lembaga Nasional Standar dan Teknologi) – mengidentifikasi
kebutuhan pemerintah secara luas untuk enkripsi standar unclassified,
informasi sensitif. Oleh karena itu, pada tanggal 15 Mei 1973, setelah
berkonsultasi dengan NSA, NBS diminta proposal untuk sebuah sandi yang
akan memenuhi kriteria desain yang ketat. Tak satu pun dari pengiriman
Namun, ternyata cocok. Permintaan kedua dikeluarkan pada tanggal 27
Agustus 1974. Kali ini, IBM mengajukan calon yang dianggap dapat
diterima – sebuah sandi yang berkembang selama periode 1973-1974
didasarkan pada algoritma sebelumnya, Horst Feistel’s Lucifer sandi. Tim
di IBM yang terlibat dalam desain dan analisis cipher termasuk Feistel,
Walter Tuchman, Don Coppersmith, Alan Konheim, Carl Meyer, Mike Matyas,
Roy Adler, Edna Grossman, Bill Notz, Lynn Smith, dan Bryant Tuckerman.
DES adalah tipikal blok cipher – suatu algoritma yang membutuhkan
tetap serangkaian panjang dan mengubah bit plaintext melalui serangkaian
operasi rumit ke bitstring ciphertext lain yang sama panjang. Dalam
kasus DES, ukuran blok adalah 64 bit. DES juga menggunakan kunci untuk
menyesuaikan transformasi, dekripsi sehingga dapat dianggap hanya dapat
dilakukan oleh orang-orang yang mengetahui kunci tertentu yang digunakan
untuk mengenkripsi. Nampaknya kunci terdiri dari 64-bit, namun hanya 56
di antaranya yang benar-benar digunakan oleh algoritma. Delapan bit
digunakan hanya untuk memeriksa paritas, dan kemudian dibuang. Maka
panjang kunci yang efektif adalah 56 bit, dan biasanya dikutip seperti
itu.
Seperti cipher blok lain, DES dengan sendirinya bukanlah sarana yang
aman untuk enkripsi dimana bukan digunakan dalam modus operasi. FIPS-81
menetapkan beberapa mode untuk digunakan dengan DES.
Serangan brute force – Brute force attack
Untuk setiap sandi, metode yang paling dasar dari serangan brute
force – mencoba setiap kemungkinan kunci pada gilirannya. Panjang kunci
menentukan jumlah kemungkinan kunci, dan karenanya kelayakan pendekatan
ini. Untuk DES, pertanyaan yang diajukan mengenai kecukupan ukuran kunci
dari awal, bahkan sebelum itu diadopsi sebagai standar, dan itu adalah
ukuran kunci kecil, daripada teoretis kriptoanalisis, yang mendiktekan
kebutuhan algoritma pengganti. Sebagai hasil dari diskusi yang
melibatkan konsultan eksternal termasuk NSA, ukuran kunci berkurang dari
128 bit menjadi 56 bit untuk ukuran satu chip EFF’s US $ 250.000 DES
mesin retak adat yang terdapat 1.856 keripik dan kasar bisa memaksa
seorang DES kunci dalam hitungan hari – foto menunjukkan sebuah papan
sirkuit DES Cracker dilengkapi dengan beberapa Deep Crack chip.
Dalam dunia akademis, berbagai proposal untuk cracking DES-mesin yang
canggih. Pada tahun 1977, Diffie dan Hellman mengusulkan suatu mesin
seharga sekitar US $ 20 juta yang dapat menemukan kunci DES dalam satu
hari. Pada 1993, Wiener telah mengusulkan kunci mesin pencari seharga US
$ 1 juta yang akan menemukan kunci dalam 7 jam. Namun, tak satu pun
dari proposal awal ini pernah dilaksanakan-atau, paling tidak, tidak ada
implementasi yang umum diakui. Kerentanan DES praktis ditunjukkan di
akhir 1990-an. Pada tahun 1997, RSA Security mensponsori serangkaian
kontes, menawarkan hadiah $ 10.000 untuk tim pertama yang memecahkan
pesan yang dienkripsi dengan DES untuk kontes. Kontes yang dimenangkan
oleh DESCHALL Project, dipimpin oleh Rocke Verser, Matt Curtin, dan
Justin Dolske, menggunakan siklus siaga ribuan komputer di seluruh
Internet. Kelayakan cracking DES dengan cepat telah didemonstrasikan di
tahun 1998, ketika sebuah custom DES-kerupuk dibangun oleh Electronic
Frontier Foundation (EFF), sebuah kelompok hak-hak sipil dunia maya,
pada biaya sekitar US $ 250.000 (lihat EFF DES cracker). Motivasi mereka
adalah untuk menunjukkan bahwa DES ini dipecahkan dalam praktek maupun
dalam teori: “Ada banyak orang yang tidak percaya akan kebenaran sampai
mereka dapat melihat dengan mata mereka sendiri. Showing mereka sebuah
mesin fisik yang dapat memecahkan DES dalam beberapa hari adalah
satu-satunya cara untuk meyakinkan beberapa orang bahwa mereka
benar-benar tidak dapat mempercayai mereka untuk keamanan DES. ” Mesin
dipaksa brute kunci dalam sedikit lebih dari 2 hari pencarian.
Satu-satunya peretas DES yg dikonfirmasi adalah mesin Copacobana
dibangun pada 2006 oleh tim dari Universitas Bochum dan Kiel, baik di
Jerman. Tidak seperti mesin EFF, Copacobana terdiri dari tersedia secara
komersial, reconfigurable sirkuit terpadu. 120 dari Field-programmable
ini gerbang array (FPGAs) dari Xilinx jenis Spartan3-1000 dijalankan
secara paralel. Mereka dikelompokkan dalam 20 DIMM modul, masing-masing
berisi 6 FPGAs. Penggunaan hardware reconfigurable membuat mesin yang
berlaku untuk tugas-tugas memecahkan kode lain juga. Salah satu aspek
yang lebih menarik dari Copacobana adalah faktor biaya. Satu mesin dapat
dibangun untuk sekitar $ 10,000. Penurunan biaya oleh kira-kira faktor
25 di atas mesin EFF adalah sebuah contoh yang mengesankan bagi
perbaikan terus-menerus perangkat keras digital. Menyesuaikan inflasi
selama 8 tahun menghasilkan peningkatan yang lebih tinggi sekitar 30x.
Sejak 2007, SciEngines GmbH, perusahaan spin-off dari dua mitra proyek
dari Copacobana telah ditingkatkan dan dikembangkan Copacobana
pengganti. Pada tahun 2008 mereka Copacobana RIVYERA mengurangi waktu
untuk istirahat DES kurang dari satu hari, menggunakan enkripsi 128
Spartan-3 5000′s.
