DES(Data Encryption Standard).

DES は 16 ラウンドの Feistel ネットワークに基づく対称ブロック暗号で、64 ビットブロックを実効鍵長 56 ビット(64 ビット中 8 ビットはパリティ)で暗号化します。IBM の Lucifer 暗号を起源とし、1977 年に米国国立標準局が FIPS PUB 46 として標準化、以後 20 年にわたり商用暗号の主役でした。その設計は差分解読法に対して S ボックスを意図的に強化しており、この技術は Biham と Shamir が 1980 年代末に公開再発見する数年前から NSA と IBM が把握していました。

致命的な弱点は鍵長です。56 ビット空間の鍵数はおよそ 7.2×10¹⁶ にすぎません。1998 年、EFF が専用に製作した Deep Crack(費用約 25 万ドル)は約 56 時間で DES 鍵を復元し、1999 年には distributed.net と協力して 22 時間に短縮しました。今日では控えめな GPU/FPGA クラスターやクラウド利用で数時間のうちに DES を総当たりできます。差分・線形解読という近道は存在しますが、実運用では依然として総当たりより遅い状況です。

したがって DES は破られたと見なされ、NIST(SP 800-131A)、PCI DSS をはじめほぼすべての現代標準で禁止されています。Triple DES(3DES) は DES を 3 回適用して約 112 ビット強度を得る橋渡しでしたが、64 ビットブロックゆえ誕生日攻撃 Sweet32(CVE-2016-2183)に脆弱で、NIST は 2023 年以降を全面禁止として 3DES を廃止しました。強制的な後継は AES です。DES はレガシー系統(Kerberos v4、旧式決済ハードウェア)にのみ残存します。

flowchart TD
  P[64 ビット平文ブロック] --> IP[初期置換]
  IP --> S[L0 と R0 に分割]
  S --> F[16 ラウンドの Feistel<br/>各: 拡大, サブ鍵と XOR,<br/>S ボックス置換, 置換]
  K[56 ビット鍵] --> KS[鍵スケジュール<br/>16 個のラウンド鍵]
  KS --> F
  F --> FP[最終置換]
  FP --> C[64 ビット暗号文]
  C -.->|56 ビット鍵は短すぎ| B[総当たり<br/>Deep Crack: 1998 年 約 56 時間]
  B --> R[破られた - AES が後継;<br/>3DES 橋渡しも 2023 年に廃止]