Sandi Feistel

Pekerjaan teoretis

Banyak sandi blok simetris modern menggunakan jaringan Feistel, dan struktur dan sifat-sifat sandi Feistel telah dieksplorasi secara ekstensif oleh para kriptografer. Secara khusus, Michael Luby dan Charles Rackoff menganalisa konstruksi sandi blok Feistel, dan membuktikan bahwa jika fungsi putaran adalah fungsi pseudorandom yang aman secara kriptografi, dengan K_i digunakan sebagai seed, maka 3 putaran cukup untuk membuat sandi blok menjadi permutasi pseudorandom, sementara 4 putaran cukup untuk membuatnya menjadi permutasi pseudorandom yang "kuat" (yang berarti bahwa sandi blok ini tetap pseudorandom bahkan untuk musuh yang mendapatkan akses oracle ke permutasi inversnya). Karena hasil yang sangat penting dari Luby dan Rackoff ini, cipher Feistel kadang-kadang disebut cipher blok Luby-Rackoff. Studi teoritis lebih lanjut menggeneralisasi konstruksi, dan mendefinisikan batasan yang lebih tepat untuk keamanan.

Konstruksi

Biarkan F {\displaystyle {\rm {F}}} menjadi fungsi putaran dan biarkan K 1 , K 2 , ... , K n {\displaystyle K_{1},K_{2},\ldots ,K_{n}} menjadi sub-kunci untuk putaran 1 , 2 , ... , n {\displaystyle 1,2,\ldots ,n} masing-masing.

Maka operasi dasarnya adalah sebagai berikut:

Pisahkan blok plainteks menjadi dua bagian yang sama, ( L 1 {\displaystyle L_{1}}} , R 1 {\displaystyle R_{1}}} )

Untuk setiap putaran i = 1, 2, ... , n {\displaystyle i=1,2,\dots ,n} , hitung (kalkulasi)

L i + 1 = R i {\displaystyle L_{i+1}=R_{i}}, }

R i + 1 = L i ⊕ F ( R i , K i ) {\displaystyle R_{i+1}=L_{i}\oplus {\rm {F}}(R_{i},K_{i})} .

Maka ciphertextnya adalah ( R n + 1 , L n + 1 ) {\displaystyle (R_{n+1},L_{n+1})} . (Umumnya dua buah R n {\displaystyle R_{{n}} dan L n {\displaystyle L_{n}} tidak ditukar setelah putaran terakhir).

Dekripsi ciphertext ( R n , L n ) {\displaystyle (R_{n},L_{n})} dilakukan dengan menghitung untuk i = n , n - 1 , ... , 1 {\displaystyle i = n , n-1 , ... , 1}

R i = L i + 1 {\displaystyle R_{i}=L_{i+1}}, }

L i = R i + 1 ⊕ F ( L i + 1 , K i ) {\displaystyle L_{i}=R_{i+1}\oplus {\rm {F}}(L_{i+1},K_{i})} .

Kemudian ( L 1 , R 1 ) {\displaystyle (L_{1},R_{1})} adalah plaintext lagi.

Salah satu keuntungan dari model ini adalah bahwa fungsi bulat F {\displaystyle {\rm {F}}} tidak harus invertibel, dan bisa sangat kompleks.

Diagram menggambarkan proses enkripsi. Dekripsi hanya membutuhkan pembalikan urutan subkey K n , K n - 1 , ... , K 1 {\displaystyle K_{n},K_{n-1}},\ldots ,K_{1}}} dengan menggunakan proses yang sama; ini adalah satu-satunya perbedaan antara enkripsi dan dekripsi:

Sandi Feistel yang tidak seimbang menggunakan struktur yang dimodifikasi di mana L 1 {\displaystyle L_{1}} dan R 1 {\displaystyle R_{1}} tidak memiliki panjang yang sama. Sandi MacGuffin adalah contoh eksperimental dari sandi semacam itu.

Konstruksi Feistel juga digunakan dalam algoritma kriptografi selain block cipher. Sebagai contoh, skema Optimal Asymmetric Encryption Padding (OAEP) menggunakan jaringan Feistel yang sederhana untuk mengacak ciphertext dalam skema enkripsi kunci asimetris tertentu.

Operasi jaringan Feistel pada block cipher, di mana P adalah plaintext dan C adalah ciphertext

Daftar sandi Feistel

Feistel atau Feistel yang dimodifikasi: Blowfish, Camellia, CAST-128, DES, FEAL, ICE, KASUMI, LOKI97, Lucifer, MARS, MAGENTA, MISTY1, RC5, TEA, Triple DES, Twofish, XTEA, GOST 28147-89

Feistel Umum: CAST-256, MacGuffin, RC2, RC6, Skipjack