17、深入了解Feistel网络及其相关加密算法

深入了解Feistel网络及其相关加密算法

1. Feistel函数概述

Feistel函数是许多分组密码的核心，也被称为Feistel网络或Feistel密码，以德国出生的物理学家和密码学家Horst Feistel命名。Horst Feistel不仅对DES有重要贡献，还发明了Lucifer密码（DES的前身），并曾为美国空军从事敌我识别（IFF）设备的工作。他拥有麻省理工学院的学士学位和哈佛大学的硕士学位，两个学位均为物理学。

1.1 Feistel函数的工作流程

Feistel函数的工作过程并不复杂，具体步骤如下：
1. 数据分割 ：将明文数据块分割成两部分，传统上称为L0和R0。明文块的具体大小因算法而异，常见的有64位和128位。例如，使用64位块时，L0和R0各为32位，数字0表示这是初始轮。
2. 轮函数应用 ：对其中一半数据应用轮函数F。轮函数是Feistel密码每次迭代执行的函数，其具体细节因实现而异，通常是相对简单的函数，以提高算法速度。在轮函数的某个阶段，会将轮密钥与输入的文本块进行异或（XOR）操作，这通常是轮函数的第一步。
3. 异或与交换 ：将轮函数F的输出与另一半数据进行异或操作，然后交换两部分数据的位置。例如，将L0通过轮函数F，结果与R0异或，然后L0移到右侧，R0移到左侧。

1.2 Feistel函数的安全性与应用

这种基本结构为加密算法提供了强大的基础，两部分数据的交换保证了一定的置换操作。Feistel函数是许多算法的基础，包括DES、CAST -