DESのバリエーションとは？Double DESとTriple DESの違いを徹底解説

DESのバリエーションとは？

データ暗号化標準（DES）には、主に以下の2つのバリエーションがあります。

• Double DES（ダブルDES）
• Triple DES（トリプルDES）

Double DES（ダブルDES）の仕組み

Double DESは、同じ平文に対して2段階のDES処理を適用する暗号化方式です。各段階では異なる鍵を使用して平文を暗号化し、復号時には両方の鍵が必要になります。

64ビットの平文は、まず最初のDESインスタンスに入力され、1つ目の鍵を使って64ビットの中間テキストへと変換されます。続いて、この中間テキストが2番目のDESインスタンスに入力され、2つ目の鍵によって64ビットの暗号文が生成されます。

Double DESの動作は非常にシンプルで、通常のDESと同じ処理を2回繰り返すだけです。このアルゴリズムではK1とK2という2つの鍵を使用します。まず、元の平文に鍵K1を使ってDESを実行し、暗号文を得ます。次に、その暗号文に対して今度は鍵K2を使って再度DESを実行します。

最終的な出力は、元の平文が2つの異なる鍵によって2回暗号化されたものとなります。

復号の際は、まず鍵K2を使って二重に暗号化された暗号文ブロックを復号し、1回だけ暗号化された状態の暗号文を作成します。その後、この暗号文ブロックを鍵K1で復号することで、元の平文ブロックを取得できます。

一般に、基本版のDESの解読には2⁵⁶回の鍵探索が必要とされます。そのため、Double DESなら鍵空間は2¹¹²に拡大すると考えられがちですが、実はそう単純ではありません。中間一致攻撃（Meet-in-the-middle attack）こそがDouble DES最大の弱点です。この攻撃は、片側からは暗号化を行い、もう片側からは復号を行い、その結果を中間で突き合わせることから、この名前が付いています。

Triple DES（トリプルDES）の種類

Triple DESには、以下の2つのバージョンがあります。

2つの鍵を使うTriple DES

2つの鍵を使うTriple DESでは、鍵はK1とK2の2つのみを使用します。K1は第1および第3のプロセスで、K2は第2のプロセスで使われます。

具体的には、まず平文を鍵K1で暗号化し、次にその出力を鍵K2で復号し、最後にその出力を再び鍵K1で暗号化します。この方式は「暗号化・復号・暗号化」の順で処理を行うことから、EDE（Encrypt-Decrypt-Encrypt）モードとも呼ばれています。

3つの鍵を使うTriple DES

3つの鍵を使うTriple DESでは、平文ブロックPをまず鍵K1で暗号化し、次に2つ目の鍵K2で、最後に3つ目の鍵K3で暗号化します。ここでK1、K2、K3は互いに異なる鍵です。復号はこの逆の順序で行われます。この方式は、PGPやS/MIMEなどの暗号化技術で広く利用されています。

Double DESとTriple DESの比較

このように、単にDESを重ねるだけでは期待したほどの強度向上は得られない場合があります。実運用では、3つの独立した鍵を使うTriple DESがより安全な選択肢とされてきましたが、現在ではより高速で安全なAESへの移行が主流となっています。