Ferramenta de Criptografia e Descriptografia DES

DES (Data Encryption Standard) nasceu em 1977, desenvolvido pela IBM e modificado pela NSA antes de se tornar um padrão federal dos EUA. Usa uma rede de Feistel que divide o texto claro de 64 bits em duas metades e aplica 16 rodadas de transformação. A chave é nominalmente de 64 bits, mas 8 bits são reservados para verificações de paridade, restando 56 bits de chave efetiva.

Esses 56 bits eram considerados seguros na época, mas em 1999 hardware dedicado já conseguia quebrá-lo por força bruta em 22 horas. Triple DES (3DES) foi desenvolvido para estender a vida útil do DES: aplica a criptografia DES três vezes com três chaves diferentes, alcançando 168 bits de chave efetiva. O 3DES ainda é amplamente utilizado no setor financeiro, presente em cartões com chip EMV e diversos protocolos bancários.

Embora o AES tenha oficialmente substituído o DES como padrão de criptografia, ambos continuam ativos em sistemas legados, protocolos financeiros e dispositivos embarcados. Esta ferramenta suporta os dois algoritmos com os modos CBC, ECB, CFB, OFB e CTR.

DES é uma cifra de bloco Feistel publicada como FIPS 46 em 1977. Opera em blocos de 64 bits com uma chave de 64 bits, dos quais 8 bits são de paridade, restando 56 bits de material de chave efetivo. A criptografia começa com a Permutação Inicial (IP), divide o estado de 64 bits em duas metades de 32 bits L0 e R0, e executa 16 rodadas Feistel na forma (L_{i+1}, R_{i+1}) = (R_i, L_i XOR F(R_i, K_i)). A função de rodada F expande 32 bits para 48 bits via E-box, aplica XOR com a chave de rodada de 48 bits K_i derivada pelo agendamento de chaves PC-1 / PC-2, aplica oito S-boxes de 6 para 4 bits (S1..S8) e executa a permutação P-box. A Permutação Final (FP = IP^-1) produz o texto cifrado.

Triple DES, definido no NIST SP 800-67, aplica DES três vezes em uma construção Encriptar-Desencriptar-Encriptar (EDE): C = E_{K3}(D_{K2}(E_{K1}(P))). A opção de chaveamento 1 usa três chaves independentes de 56 bits (168 bits brutos, ~112 bits de segurança efetiva contra ataque meet-in-the-middle); a opção de chaveamento 2 define K1 = K3 (~80 bits efetivos). Modos de cifra de bloco envolvem DES/3DES para tratar mensagens maiores que 64 bits: ECB encripta cada bloco independentemente e vaza padrões do texto claro; CBC encadeia via C_i = E_K(P_i XOR C_{i-1}) com um IV aleatório de 8 bytes; CFB e OFB convertem a cifra de bloco em uma cifra de fluxo autossincronizante ou síncrona; CTR aplica XOR no texto claro com E_K(nonce || counter).

O espaço de chaves de 56 bits do DES (2^56 ≈ 7,2 × 10^16) é exaurível: o EFF DES Cracker quebrou um desafio DES em 22 horas em 1998 com ASICs personalizados, e clusters modernos de GPU/FPGA concluem em horas. O NIST SP 800-131A aposentou o DES simples em 2005 e proibiu o Triple DES para criptografia após 2023; o ataque de aniversário Sweet32 (CVE-2016-2183) enfraquece ainda mais o 3DES em TLS porque seu tamanho de bloco de 64 bits permite colisões após ~2^32 blocos (~32 GB) sob uma única chave. Sistemas modernos devem usar AES-128 ou AES-256 em um modo autenticado como GCM ou ChaCha20-Poly1305.

• A chave DES tem 8 bytes incluindo paridade (56 bits efetivos); as chaves 3DES são 16 bytes (2 chaves, ~80 bits de segurança) ou 24 bytes (3 chaves, ~112 bits de segurança contra meet-in-the-middle).
• O tamanho do bloco é 64 bits / 8 bytes; CBC, CFB, OFB e CTR exigem um IV/nonce de 8 bytes, ECB não usa IV (e vaza padrões no nível do bloco).
• O preenchimento PKCS#7 anexa N bytes de valor N (1 ≤ N ≤ 8); um bloco completo de 8 bytes de 0x08 é adicionado quando o comprimento do texto claro já é múltiplo de 8.
• Chaves fracas 0x0101010101010101, 0xFEFEFEFEFEFEFEFE e os quatro pares de chaves semi-fracas fazem K1 = K2 no agendamento de chaves, então E_K = D_K — evite-as ao gerar chaves aleatórias.
• Sweet32 (CVE-2016-2183) explora o bloco de 64 bits do 3DES: uma única chave colide após ~2^32 blocos (~32 GB de texto claro sob uma única chave em modo CBC).
• NIST SP 800-67 Rev. 2 proibiu o Triple DES para criptografia após 31 de dezembro de 2023; novos projetos devem usar AES-GCM ou ChaCha20-Poly1305, não DES ou 3DES.
• O EFF DES Cracker (Deep Crack) quebrou o DES em 22 horas em julho de 1998 por menos de $250.000 em dólares de 1998; clusters modernos de GPU fazem isso em horas, então o DES simples não é um controle de confidencialidade.