Kryptologie und Datensicherheit - Diskrete Mathematik - Universität ...

4.5 Feistel-ChiffrenFeistel-Chiffren sind benannt nach dem IBM-Ingenieur Horst Feistel (1915-1990), der 1971 einen Chiffrieralgorithmus namens LUCIFER entwickelte,welcher als Vorläufer des DES (Data Encryption Standard) anzusehen ist.Das typische Konstruktionsprinzip von LUCIFER ist in der Definition vonFeistel-Chiffren beinhaltet. Auf den DES werden wir im nächsten bzw. übernächstenAbschnitt eingehen.Feistel-Chiffren realisieren den Vorschlag Shannons, alternierendeFolgen von Block-Substitutionen und Transpositionenzur Diffusions- und Konfusionserzeugung zu verwenden,und beruhen außerdem auf der Idee, aus einem(kurzen) Ausgangsschlüssel eine Folge von Schlüsseln fürdie Substitutionen zu erzeugen.Zutaten für eine Feistel-Chiffre:Eine Menge K der möglichen sogenannten Rundenschlüsselund zu jedem K ∈ K eine Funktion f K :t 2 →t 2 .Konstruktion der Feistel-Chiffre (zur gegebenen Blockchiffre):Feistel-Chiffre ist Blockchiffre über2, Blocklänge 2t.Festlegung einer Rundenzahl r ≥ 1 und eines SchlüsselraumsK F (i. Allg. K F ≠ K).Wahl einer Methode, die aus einem Schlüssel k ∈ K F eineFolge K 1 , . . .K r ∈ K von Rundenschlüsseln erzeugt. 13Verschlüsselungsfunktion E k (zum Schlüssel k ∈ K F ) derFeistel-Chiffre:Sei v ein Klartextblock der Länge 2t (d.h. v ∈2t2 ).Teile v in zwei Hälften der Länge t auf:v = (L 0 , R 0 )↑ ↑linke Hälfte rechte HälfteKonstruiere eine Folge (L i , R i ), i = 1, . . ., r − 1 nach folgenderVorschrift:(L i , R i ) = (R i−1 , L i−1 ⊕ f Ki (R i−1 ))L+L 1+Klartextblockv0RKfKf12RL 2R 2L r-1+LrKfChiffretextblockE (v) krR01R rAbbildung 7:Schematischer Ablaufeiner Feistel-Chiffrierungr-113 Wie eine solche Methode realisiert werden kann, sehen wir im nächsten Abschnitt.50