密码体制Feistel 密码的相关知识
文章目錄
- 1、分組密碼的概念
- 2、密碼體制
- 2.1、密碼體制的概念
- 2.2、密碼體制的三要素
- 2.3、密碼體制的組成
- 2.4、密碼體制的基本模式
- 3、Feistel 密碼
- 3.1、Feistel密碼的核心
- 3.2、Feistel密碼構造過程
- 3.3、Feistel密碼解密過程
- 3.4、影響Feistel 結構的因素
- 3.5、Feistel結構的特點
1、分組密碼的概念
分組密碼(block cipher) 的數學模型是：將明文消息編碼表示后的數字（簡稱明文數字）序列，劃分成長度為n的組（可看成長度為n的矢量），每組分別在密鑰的控制下變換成等長的輸出數字（簡稱密文數字）序列
2、密碼體制
2.1、密碼體制的概念
密碼體制也叫密碼系統，是指能完整地解決信息安全中的機密性、數據完整性、認證、身份識別、可控性及不可抵賴性等問題中的一個或幾個的一個系統。對一個密碼體制的正確描述，需要用數學方法清楚地描述其中的各種對象、參數、解決問題所使用的算法等
2.2、密碼體制的三要素
- 算法
- 密鑰個數
- 加密方式（ 分組加密 流式加密）
2.3、密碼體制的組成
通常情況下，一個密碼體制由五元組{M，C，K，E，D}五個部分
- 明文信息空間Message：它是全體明文M的集合
- 密文信息空間Ciphertext：它是全體密文C的集合
- 密鑰空間Key：它是全體密鑰K的集合。其中每一個密鑰K均由加密密鑰Ke和解密密鑰Kd組成，即K=(Ke，Kd)
- 加密算法Encryption Algorithm：它是由M到C的加密變換，即 M→C； 也就是 C = ( M，Ke)
- 解密算法Decryption Algorithm：它是由C到M的加密變換，即 C→M； 也就是 M = ( C，Kd)
2.4、密碼體制的基本模式
通常的密碼體制采用移位法、代替法和代數方法來進行加密和解密的變換
可以采用一種或幾種方法結合的方式作為數據變換的基本模式
下面舉例說明：
移位法也叫置換法。移位法把明文中的字符重新排列，字符本身不變但其位置改變了。
3、Feistel 密碼
Feistel 密碼結構，在密碼學研究中，Feistel 密碼結構是用于分組密碼中的一種對稱結構
3.1、Feistel密碼的核心
Feistel密碼的核心是代替和置換
- 代換:每個明文元素或元素被唯一地替換為相應的密文元素或元素組
- 置換:明文元素的序列被替換為該序列的一個置換。也就是說，序列里沒有元素被添加進去，刪除或替換，但序列里的元素出現的順序改變了
3.2、Feistel密碼構造過程
令F 為輪函數；令K1，K2，……，Kn 分別為第1，2，……，n 輪的子密鑰。那么基本構造過程如下：
（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）：
所得的結果即為：(Ri+1，Li+1）
3.3、Feistel密碼解密過程
對于密文（Rn+1，Ln+1），我們將i 由n 向0 進行，即， i = n，n-1，……，0。然后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密碼加解密過程
3.4、影響Feistel 結構的因素
（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：生成算法越復雜，則會使得密碼被破譯的難度增強，即，信息會越安全。
（5）輪函數的復雜度：輪函數越復雜，則安全性越高。
3.5、Feistel結構的特點
1、加解密算法相同;
2、16輪加密（16輪解密）;
3、子密鑰產生越復雜,密碼分析就越困難;
4、輪函數越復雜,抗攻擊能力就越強;
5、密鑰長度越長,安全性增強;
6、分組越長,安全性越高。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的密码体制Feistel 密码的相关知识的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
