15、对称密码与哈希：Feistel网络解析

对称密码与哈希：Feistel网络解析

1. 基础概念回顾

在深入探讨Feistel网络之前，我们需要了解一些基础概念。对称密码是一种使用相同密钥进行加密和解密的算法，就像用同一把钥匙锁门和开门一样。与非对称密码相比，对称密码速度更快，且在使用较小密钥的情况下也能保证相同的安全性。

对称算法主要分为两类：
- 分组密码 ：将数据分成固定大小的块进行加密，常见的块大小为64位，如AES使用128位块。
- 流密码 ：逐位加密数据。

现代分组密码通常结合替换和置换操作，以实现混淆和扩散。替换是将明文的某些部分替换为对应的密文，例如凯撒密码和阿特巴什密码；置换则是交换密文块的位置。

分组密码又可分为Feistel网络（如DES）和替换 - 置换网络（如AES）。

2. 加密密钥

在研究Feistel密码之前，我们需要了解加密密钥的基本概念和使用方法。所有分组密码都有两种类型的密钥：
- 加密密钥 ：是在想要相互发送加密消息的各方之间生成和交换的随机比特串。例如，DES使用56位加密密钥。实际上，加密密钥是一个伪随机数，其随机性越高越好。
- 轮密钥 ：通过密钥调度算法从加密密钥中为每一轮加密派生出来的唯一密钥。例如，DES有16轮，每轮使用48位轮密钥。

使用密钥调度算法的原因有两个：
- 时间效率 ：使用伪随机数生成器生成密钥的计算量比大多数密钥调度算法大，速度更慢