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Feistel

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Feistel 密碼結構，在密碼學研究中，Feistel 密碼結構是用於分組密碼中的一種對稱結構。以它的發明者 Horst Feistel 為名，而Horst Feistel 本人是一位物理學家兼密碼學家，在他為 IBM 工作的時候，為Feistel 密碼結構的研究奠定了基礎。很多密碼標準都採用了Feistel 結構，其中包括DES。Feistel 的優點在於：由於它是對稱的密碼結構，所以對信息的加密和解密的過程就極為相似，甚至完全一樣。這就使得在實施的過程中，對編碼量和線路傳輸的要求就減少了幾乎一半。
外文名
Feistel
學    科
密碼學
發明者
Horst Feistel
應    用
DES

目錄

  1. 1 發展歷史
  2. 2 構造過程
  3. 3 解密過程
  4. 4 影響因素

Feistel發展歷史

Feistel 密碼結構
Feistel 密碼結構(2張)
Feistel 在1973年首次踏上歷史舞台。當時美國聯邦政府正試圖採用DES，於是便使用Feistel 網絡作為DES 的要素之一。Feistel 在物理上的反覆使得它在硬件上的實施非常容易，尤其是在支持DES計算的硬件。

Feistel構造過程

Feistel 的加密解密過程 Feistel 的加密解密過程
令F 為輪函數；令K1，K2，……，Kn 分別為第1，2，……，n 輪的子密鑰。那麼基本構造過程如下：
（1）將明文信息均分為兩塊：（L0，R0）；
（2）在每一輪中，進行如下運算（i 為當前輪數）：
Li+1 = Ri；
Ri+1 = Li ⊕F （Ri，Ki）。（其中⊕為異或操作）
所得的結果即為：(Ri+1，Li+1）。

Feistel解密過程

對於密文（Rn+1，Ln+1），我們將i 由n 向0 進行，即， i = n，n-1，……，0。然後對密文進行加密的逆向操作，如下：
（1）Ri = Li+1；
（2）Li = Ri+1⊕F （Li+1，Ki）。（其中⊕為異或操作）
所得結果為（L0，R0），即原來的明文信息。

Feistel影響因素

影響Feistel 結構的因素有如下5 個：
（1）塊的大小：大的塊會提高加密的安全性，但是會降低加密、解密的速度。截止至2013年，比較流行的這種方案是64 bit。而128 bit 的使用也比較廣泛。
（2）密鑰的大小：同上。而 128 bit 正逐漸取代64 bit ，成為主流。
（3）循環次數（輪次數）：每多進行一輪循環，安全性就會有所提高。現階段比較流行的是16輪。
（4）子密鑰的生成算法：生成算法越複雜，則會使得密碼被破譯的難度增強，即，信息會越安全。
（5）輪函數的複雜度：輪函數越複雜，則安全性越高。