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3DES

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三重數據加密算法
概がい述じゅつ
首くび次じ發布はっぷ1998 (ANS X9.52)
衍生自じDES
密みつ碼細節ぶし
密みつ鑰長なが度たび168，112或ある56 位い (對應たいおう密みつ鑰選項こう 1, 2, 3)
分ぶん組長くみちょう度ど64位い
結構けっこうFeistel網もう絡からま
重複じゅうふく回數かいすう相當そうとう於DES的てき48
最さい佳けい公開こうかい破やぶ解かい
Lucks：232組くみ已やめ知ち明文めいぶん，2113次じ操作そうさ，包括ほうかつ290次じDES加か密みつ，288位くらい內存； Biham：以每個こ密みつ鑰對應おう的てき少數しょうすう選擇せんたく平文へいぶん和わ284次じ加か密みつ操作そうさ找到228個こ目標もくひょう密みつ鑰中的てき一いち個こ

密みつ碼學中なか，三重數據加密算法（英語えいご：Triple Data Encryption Algorithm，縮寫しゅくしゃ為ためTDEA，Triple DEA），或ある稱しょう3DES（Triple DES），是ぜ一いち種しゅ對稱たいしょう密みつ鑰加密みつ塊かたまり密みつ碼，相當そうとう於是對たい每まい個數こすう據よりどころ塊かたまり應用おうよう三さん次じ資料しりょう加か密みつ標準ひょうじゅん（DES）算法さんぽう。由よし於計算けいさん機き運算うんざん能力のうりょく的てき增強ぞうきょう，原版げんばんDES由よし於密みつ鑰長度ど過か低てい容易ようい被かむ暴力ぼうりょく破やぶ解かい；3DES即そく是ぜ設計せっけい用よう來らい提供ていきょう一いち種しゅ相對そうたい簡單かんたん的てき方法ほうほう，即そく通過つうか增加ぞうかDES的てき密みつ鑰長度ど來らい避免類似るいじ的てき攻擊こうげき，而不是ぜ設計せっけい一種全新的塊密碼算法。

標準ひょうじゅん中ちゅう的てき定義ていぎ

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TDEA算法さんぽう在ざい以下いか標準ひょうじゅん中ちゅう被ひ定義ていぎ：

算法さんぽう的てき名稱めいしょう

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最早もはや的てき定義ていぎ了りょう該算法的ほうてき標準ひょうじゅん（ANS X9.52，1998年ねん發布はっぷ）將はた其描述じゅつ為ため「三重數據加密算法（TDEA）」 — 即そくANSI X3.92中ちゅう定義ていぎ的てき數すう據よりどころ加か密みつ算法さんぽう（DEA）的てき三さん次じ重複じゅうふく操作そうさ — 而完全ぜん沒ぼつ有ゆう使用しよう術語じゅつご「3DES」或ある「DES」。FIPS PUB 46-3（1999）定義ていぎ了りょう「三重數據加密算法」（TDEA），也使用よう了りょう術語じゅつご「Triple DES」和かず「DES」。該標準ひょうじゅん中ちゅう互換ごかん的てき使用しよう「數すう據よりどころ加か密みつ算法さんぽう」（DEA）和かず「DES」的てき概念がいねん，其中以此開始かいしDES的てき定義ていぎ：

數かず據よりどころ加か密みつ標準ひょうじゅん（DES）應おう當とう包括ほうかつ下か文中ぶんちゅう的てき數すう據よりどころ加か密みつ算法さんぽう（DES[註 3]）與あずか三重數據加密算法（TDEA，如ANSI X9.52中ちゅう所しょ描述的てき）

NIST SP 800-67（2004，2008[註 4]）主要しゅよう使用しよう術語じゅつごTDEA，但ただし也提到いた了りょう「Triple DES（TDEA）」。ISO/IEC 18033-3（2005）使用しよう「TDEA」，但ただし其中提ひっさげ到いた：

TDEA通稱つうしょうTriple DES（數すう據よりどころ加か密みつ標準ひょうじゅん）。

沒ぼつ有ゆう一個定義了本算法的標準使用術語「3DES」。

算法さんぽう

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3DES使用しよう「密みつ鑰包」，其包含ほうがん3個こDES密みつ鑰，K1，K2和わK3，均ひとし為ため56位い（除去じょきょ奇偶きぐう校こう驗けん位い）。加か密みつ算法さんぽう為ため：

密みつ文ぶん = EK3(DK2(EK1(明文めいぶん)))

也就是ぜ說せつ，使用しようK1為ため密みつ鑰進行しんこうDES加か密みつ，再さい用ようK2為ため密みつ鑰進行しんこうDES「解かい密みつ」，最後さいご以K3進行しんこうDES加か密みつ。

而解密みつ則そく為ため其反過程かてい：

明文あきふみ = DK1(EK2(DK3(密みつ文ぶん)))

即そく以K3解かい密みつ，以K2「加か密みつ」，最後さいご以K1解かい密みつ。

每次まいじ加か密みつ操作そうさ都と只ただ處理しょり64位い數すう據よりどころ，稱しょう為ため一塊ひとかたまり。

無論むろん是ぜ加か密みつ還かえ是ぜ解かい密みつ，中間ちゅうかん一步都是前後兩步的逆。這種做法提ひさげ高だか了りょう使用しよう密みつ鑰選項こう2時じ的てき算法さんぽう強度きょうど，並なみ在ざい使用しよう密みつ鑰選項こう3時じ與あずかDES兼けん容よう。

密みつ鑰選項こう

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標準ひょうじゅん定義ていぎ了りょう三種密鑰選項（Keying option），「密みつ鑰選項こうn」是ぜ標準ひょうじゅん中ちゅう(X9.52, FIPS PUB 46-3, SP 800-67, ISO/IEC 18033-3)定義ていぎ的てきTDEA的てき術語じゅつご。然しか而，其它標準ひょうじゅん中ちゅう，推薦すいせん和わ通用つうよう描述中也ちゅうや使用しよう了りょう其它術語じゅつご。

  • 密みつ鑰選項こう1：
    • 三さん個こ密みつ鑰是獨立どくりつ的てき。常用じょうよう名稱めいしょう為ため3TDEA或ある「三倍長度密鑰」（triple-length keys）[2][3]
    • 密みつ鑰選項こう1的てき強度きょうど最高さいこう，擁よう有ゆう3 x 56 = 168個こ獨立どくりつ的てき密みつ鑰位。在ざいNIST SP 800-57[4]與あずかSP 800-78-2[5]中ちゅう定義ていぎ。
  • 密みつ鑰選項こう2（已やめ棄用）：
    • K1和わK2是ぜ獨立どくりつ的てき，而K3=K1。常用じょうよう名稱めいしょう為ため2TDEA，或ある「雙そう倍ばい長ちょう度ど密みつ鑰」（double-length keys）[2][3]
    • 密みつ鑰選項こう2的てき安全あんぜん性せい稍やや低てい，擁よう有ゆう2 x 56 = 112個こ獨立どくりつ的てき密みつ鑰位。該選項こう比ひ簡單かんたん的てき應用おうようDES兩次りょうじ的てき強度きょうど較高，即そく使用しようK1和わK2，因いん為ため它可以防禦ぼうぎょ中途ちゅうと相しょう遇ぐう攻擊こうげき。 這是對たい「雙そう重じゅうDES」（double DES）的てき改あらため進すすむ，雙そう重じゅうDES僅需要じゅよう256步ふ即そく可か進行しんこう攻擊こうげき。 國家こっか標準ひょうじゅん技術ぎじゅつ研究所けんきゅうじょ（NIST）已やめ棄用此選項こう。[6]在ざいNIST SP 800-57[4]和かずSP 800-78-1[5]中ちゅう定義ていぎ。
  • 密みつ鑰選項こう3（已やめ棄用）：
    • 三さん個こ密みつ鑰均相等そうとう，即そくK1=K2=K3
    • 密みつ鑰選項こう3等とう同どう與あずかDES，只ただ有ゆう56個こ密みつ鑰位。這個選せん項こう提供ていきょう了りょう與あずかDES的てき兼けん容よう性せい，因いん為ため第だい1和わ第だい2次じDES操作そうさ相互そうご抵消了りょう。該選項こう不ふ再さい為ためNIST所しょ建議けんぎ[7]，亦また不為ふためISO/IEC 18033-3所しょ支持しじ。

對たい多た於一いち個こ塊かたまり的てき加か密みつ

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與あずか其它的てき塊かたまり密みつ碼一いち樣よう，對たい多た個數こすう據よりどころ塊かたまり的てき加か密みつ和解わかい密みつ可か以使用よう多種たしゅ工作こうさく模も式しき進行しんこう，而模式しき的てき定義ていぎ可か以與塊かたまり密みつ碼算法相ほうしょう獨立どくりつ。然しか而，ANS X9.52和わNIST SP 800-67（通過つうかSP 800-38A[8]）確定かくてい了りょう某ぼう些模式しき只ただ能のう在ざい特定とくてい限げん制せい下か應用おうよう，而無需普遍ふへん的てき應用おうよう。例れい如，ANS X9.52提出ていしゅつ對たい於CBC模も式しき，初はつ始はじめ化か向むこう量りょう每次まいじ應おう當とう不同ふどう，而ISO/IEC 10116沒ぼつ有ゆう類似るいじ規定きてい[9]。FIPS PUB 46-3和わISO/IEC 18033-3隻せき定義ていぎ了りょう單たん塊かたまり密みつ碼，而並沒ぼつ有ゆう對たい多た塊かたまり的てき工作こうさく模も式しき做出限げん制せい。

安全あんぜん性せい

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普遍ふへん而言，有ゆう3個こ獨立どくりつ密みつ鑰的3DES（密みつ鑰選項こう1）的てき密みつ鑰長度ど為ため168位い（三さん個こ56位い的てきDES密みつ鑰），但ただし由よし於中途ちゅうと相しょう遇ぐう攻擊こうげき，它的有效ゆうこう安全あんぜん性せい僅為112位い。密みつ鑰選項こう2將はた密みつ鑰長度ど縮ちぢみ短たん到いた了りょう112位い，但ただし該選項こう對たい特定とくてい的てき選擇せんたく明文めいぶん攻擊こうげき和わ已やめ知ち明文めいぶん攻擊こうげき的てき強度きょうど較弱[10][11]，因いん此NIST認定にんてい它只有ゆう80位い的てき安全あんぜん性せい[4]。

對たい密みつ鑰選項こう1的てき已やめ知し最さい佳けい攻擊こうげき需要じゅよう約やく232組くみ已やめ知ち明文めいぶん（又また稱たたえSweet32攻擊こうげき[12]），2113部ぶ，290次じDES加か密みつ以及288位くらい內存[13]（該論文ろんぶん提ひっさげ到いた了りょう時間じかん和わ內存的てき其它分配ぶんぱい方案ほうあん）。這在現在げんざい是ぜ不ふ現實げんじつ的てき，因いん此NIST認みとめ為ため密みつ鑰選項こう1可か以使用しよう到いた2030年ねん[4]。若わか攻擊こうげき者しゃ試ためし圖ず在ざい一いち些可能かのう的てき（而不是ぜ全部ぜんぶ的てき）密みつ鑰中找到正確せいかく的てき，有ゆう一種いっしゅ在ざい內存效率こうりつ上じょう較高的てき攻擊こうげき方法ほうほう可か以用每ごと個こ密みつ鑰對應おう的てき少數しょうすう選擇せんたく明文あきふみ和かず約やく284次じ加か密みつ操作そうさ找到228個こ目標もくひょう密みつ鑰中的てき一いち個こ[14]。

使用しよう

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電子でんし貨幣かへい業界ぎょうかい和わ電子でんし貨幣かへい標準ひょうじゅん（如EMV）過か往普遍ふへん使用しよう3DES[15][16]，但ただし3DES已やめ經けい逐漸被ひ更さら安全あんぜん的てきAES代替だいたい。

Microsoft OneNote和わMicrosoft Outlook 2007使用しよう3DES以密碼保護ほご用よう戶數こすう據よりどころ[17][18]。

注釋ちゅうしゃく

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  1. ^ X9.52有ゆう時じ被ひ錯誤さくご的てき寫うつし作さくANSI X9.52，然しか而標準じゅん自身じしん的てき名稱めいしょう為ためANS X9.52.
  2. ^ X9.52將しょうTDEA定義ていぎ為ためDEA（定義ていぎ於ANSI X3.92-1981中ちゅう，數かず據よりどころ加か密みつ算法さんぽう）的てき一いち種しゅ複ふく合あい操作そうさ，並なみ沒ぼつ有ゆう包含ほうがんDEA的てき算法さんぽう內容。因よし此，X9.52必須ひっす與あずかX3.92一いち起おこり閱讀。
  3. ^ 疑うたぐ為ため筆ひつ誤あやま，數かず據よりどころ加か密みつ算法さんぽう應おう為ためDEA。
  4. ^ NIST SP 800-67第だい一いち版はん於2004年ねん5月がつ發布はっぷ，並なみ於2008年ねん5月がつ修訂しゅうてい為ため1.1版はん，對たい弱じゃく密みつ鑰和半はん弱じゃく密みつ鑰的定義ていぎ進行しんこう了りょう修正しゅうせい和かず澄きよし清きよし。兩個りゃんこ版本はんぽん使用しよう了りょう相しょう同どう的てき術語じゅつご。

參考さんこう文獻ぶんけん

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  1. ^ Federal Register vol 70, number 96, 宣告せんこく聯邦れんぽう信しん息いき處理しょり標準ひょうじゅん（FIPS）46-3，「數すう據よりどころ加か密みつ標準ひょうじゅん」（DES）；FIPS 74，「實現じつげん和わ使用しようNBS數すう據よりどころ加か密みつ標準ひょうじゅん指導しどう」；FIPS 81，「DES的てき工作こうさく模も式しき」的てき失效しっこう （頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於網あみ際ぎわ網もう路ろ檔案館かん） (PDF)
  2. ^ 2.0 2.1 密みつ码学指ゆび导：3DES. Cryptography World. [2010-07-11]. （原始げんし內容存そん檔於2010-03-11）. 
  3. ^ 3.0 3.1 Triple DES Encryption. IBM. [2010-07-11]. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 NIST Special Publication 800-57 密みつ鑰管理かんり的てき建議けんぎ&mdash；第だい一いち部分ぶぶん：綜述 (修訂しゅうてい版ばん), 2007年ねん3月がつ （頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於網あみ際ぎわ網もう路ろ檔案館かん） (PDF)
  5. ^ 5.0 5.1 NIST Special Publication 800-78-2, 個人こじん身み份認證にんしょう的てき密みつ碼學算法さんぽう與あずか密みつ鑰長度ど, 2010年ねん2月がつ （頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於網あみ際ぎわ網もう路ろ檔案館かん） (PDF)
  6. ^ Barker, Elaine. NIST Special Publication 800-57: Recommendation for Key Management Part 1: General (PDF) 4. NIST. January 2016 [2017-09-05]. （原始げんし內容存そん檔 (PDF)於2020-12-10）. 
  7. ^ NIST SP 800-67
  8. ^ NIST Special Publication 800-38A, 塊かたまり密みつ碼工作こうさく模も式しき的てき建議けんぎ，方法ほうほう和わ技術ぎじゅつ, 2001版はん （頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於網あみ際ぎわ網もう路ろ檔案館かん） (PDF)
  9. ^ ISO/IEC 10116:2006 信しん息いき技わざ术 — 安全あんぜん技わざ术 — n位くらい块密码的工作こうさく模も式しき. [2010-09-23]. （原始げんし內容存そん檔於2012-03-17）. 
  10. ^ Ralph Merkle, Martin Hellman: 關せき於多加か密みつ的てき安全あんぜん性せい （頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於網あみ際ぎわ網もう路ろ檔案館かん） (PDF), Communications of the ACM, Vol 24, No 7, pp 465–467, July 1981.
  11. ^ Paul van Oorschot, Michael J. Wiener, 一種針對雙密鑰三次加密的已知明文攻擊, EUROCRYPT'90, LNCS 473, 1990, pp 318–325.
  12. ^ Sweet32: Birthday attacks on 64-bit block ciphers in TLS and OpenVPN. sweet32.info. [2024-07-23] （英語えいご）. 
  13. ^ Stefan Lucks: 攻擊こうげき三さん次じ加か密みつ （頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於網あみ際ぎわ網もう路ろ檔案館かん） (PDF), Fast Software Encryption 1998, pp 239–253.
  14. ^ Eli Biham: 如何いか使用しよう228步ふ解かい密みつDES加か密みつ的てき消息しょうそく （頁ぺーじ面めん存そん檔備份，存そん於網あみ際ぎわ網もう路ろ檔案館かん） (PostScript), 1996.
  15. ^ EMV 4.2 Specifications, 第だい二に部ぶ - 安全あんぜん性せい和かず密ひそか钥管理かんり, 4.2版はん, 2008年ねん6月がつ. [2010-09-23]. （原始げんし內容存そん檔於2017-07-18）. 
  16. ^ VISA. [2010-09-23]. （原始げんし內容存そん檔於2019-07-09）. 
  17. ^ Daniel Escapa's OneNote Blog - Encryption for Password Protected Sections, November 2006. [2010-09-23]. （原始げんし內容存そん檔於2007-02-23）. 
  18. ^ Microsoft - Encrypt E-mail Messages, Outlook 2007. [2010-09-23]. （原始げんし內容存そん檔於2010-03-28）. 

參まいり見み

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