DES如何拥有6x4 S-Box并且仍然可逆？

在DES的S-Box中将6位值映射到4位值时，数据不会丢失吗？如果是这样，我们如何将其反转以显示正确的输出？

cr.crypto-security

这可能是一个非常有趣的问题，但我会尝试使其更加独立，以便您获得一个不错的答案。尝试提供更多背景信息。

— 戴夫·克拉克

尽管Sadeq有一个答案，但澄清问题仍然很有用。首先，什么是DES中的S-Box？

— Suresh Venkat 2010年

基于Feistel的密码将输入分为两个相等长度的位串

和

（DES中为32位），然后重复应用以下Sadeq描述的操作（在DES中，它被迭代16次）。在DES中，

盒是6位到4位功能，是

实现的组成部分。在

-boxes有一些有趣的统计特性，其目的十五年来一直默默无闻。许多人怀疑他们使DES更容易破解。最终，人们发现S盒的这些特性使DES能够抵抗差分密码分析。

L

$L$

R

$R$

S

$S$

F

$F$

S

$S$

— 彼得·索尔

@Suresh：经典密码分为两种类型：替代密码（如Caesar）和置换密码（如Columnar换位）。后来很明显，这两种类型都没有提供足够的安全性。现代分组密码利用了两种变换。特别是，它们具有P框（=排列框）和S框（=替换框）。

— MS Dousti

@Suresh：我绝对同意你的看法。尽管S-Boxs以密码学家而闻名，但我认为OP应该以使所有人（而不是社区的一小部分）受益的方式提出问题。

— MS Dousti

$\rm F$

在每一轮中，将应用以下操作：

$i =0,1,\dots,n$

$L_{i+1} = R_i$

$R_{i+1}= L_i \oplus {\rm F}(R_i, K_i)$

解密执行如下：

$R_{i} = L_{i+1}$

$L_{i} = R_{i+1} \oplus {\rm F}(L_{i+1}, K_{i})$

$\rm F$ $\rm F^{-1}$

— 道斯蒂女士
source

参见Katz和Lindell编写的“现代密码学简介”教科书的第5章。

— 用户686
source

如果您不看有关Feistel的所有数学巨无霸（我尚未100％理解），那么请看一下Wikipedia的这张图片：

DES加密步骤

您会看到，尽管8 s盒确实将48位压缩为32位，但是只有32位的熵来自明文，因此解密时可以从密钥中获得其他16位，这是前面提到的Feistel函数。

— 苏菲芬克
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