ภาพรวม DES (Data Encryption Standard)
DES เป็นบล็อกไซเฟอร์แบบสมมาตร บล็อก 64 บิต กุญแจมีผล 56 บิต (จาก 64 บิต ตัดพาริตี้ 8 บิต) พัฒนาโดย IBM มาตรฐานสหรัฐ 1977
ข้อดี (Advantages)
- มาตรฐานทางการ: มาตรฐานของรัฐบาลสหรัฐ (FIPS), ANSI, ISO ได้รับการยอมรับทั่วโลก
- ทนทานต่อการวิเคราะห์: ตั้งแต่ 1977 ไม่พบช่องโหว่ทางคณิตศาสตร์ร้ายแรง โจมตีที่ดีที่สุดคือ Brute-force
- เร็วในฮาร์ดแวร์: ออกแบบสำหรับฮาร์ดแวร์ยุค 1977 ทำงานเร็วมากใน ASIC/FPGA
- ซอฟต์แวร์ได้ค่อนข้างเร็ว: ด้วยการใช้ตารางค้นหา (Lookup Tables)
- โครงสร้างชัดเจน: เข้าใจง่าย ใช้สอนหลักการไซเฟอร์บล็อก Feistel ได้ดี
- รองรับการป้องกันไฟล์/ไดเรกทอรี: ใช้รหัสผ่านปกป้องการเข้าถึง
ข้อเสีย (Disadvantages)
- ขนาดกุญแจ 56 บิต สั้นเกินไป: โจมตี Brute-force ได้ในเวลาสมเหตุสมผล
- 1993: ชิป 1 ล้านตัว รอบ 1 มิกโรวินาที → แตกใน ~20 ชั่วโมง
- 1998: เครื่อง EFF Deep Crack แตกใน 112 ชั่วโมง
- ปัจจุบัน: GPU/Cloud แตกในนาที-ชั่วโมง
- ช้าในซอฟต์แวร์สมัยใหม่: ไม่ได้ออกแบบสำหรับ CPU 32/64 บิตสมัยใหม่ (ต้องทำบิตต่อบิต)
- บล็อก 64 บิตเล็กเกินไป: เปิดโอกาสให้โจมตี Sweet32 (Birthday Attack) ในโหมด CBC
- มี Weak Keys และ Semi-weak Keys: กุญแจบางตัวทำให้เข้ารหัส-ถอดรหัสเหมือนกัน
- ถูกแทนที่โดย AES: NIST ถอนมาตรฐาน 2005 ห้ามใช้ในระบบใหม่
การเปรียบเทียบกับ 3DES และ AES
| คุณสมบัติ | DES | 3DES (2-key) | 3DES (3-key) | AES |
|---|---|---|---|---|
| ขนาดบล็อก | 64 บิต | 64 บิต | 64 บิต | 128 บิต |
| ขนาดกุญแจที่มีผล | 56 บิต | 112 บิต | 168 บิต | 128/192/256 บิต |
| จำนวนรอบ | 16 | 48 (3×16) | 48 | 10/12/14 |
| ความเร็ว (ซอฟต์แวร์) | พื้นฐาน | ~1/3 DES | ~1/3 DES | เร็วกว่า DES 5-10x |
| สถานะ NIST | Deprecated (2005) | Deprecated (2023) | Deprecated (2023) | Approved (Current) |
ข้อสรุป
DES มีความสำคัญทางประวัติศาสตร์และการศึกษา แต่ ห้ามใช้ในระบบใหม่ ควรย้ายไปใช้ AES-256-GCM หรือ ChaCha20-Poly1305 แทนทันที
