cifra de Feistel
Na criptografia, uma cifra de Feistel é uma estrutura simétrica utilizada na construção de cifras de blocos, nomeada em homenagem ao criptógrafo alemão da IBM Horst Feistel; também é comumente conhecida como uma rede Feistel. Um grande conjunto…
Na criptografia, uma cifra de Feistel é uma estrutura simétrica utilizada na construção de cifras de blocos, nomeada em homenagem ao criptógrafo alemão da IBM Horst Feistel; também é comumente conhecida como uma rede Feistel. Um grande conjunto de cifras de bloco utiliza o esquema, incluindo o padrão de criptografia de dados
A estrutura Feistel tem a vantagem de que as operações de encriptação e decriptação são muito semelhantes, mesmo idênticas em alguns casos, exigindo apenas uma inversão do cronograma de chaves. Portanto, o tamanho do código ou circuito necessário para implementar tal cifra é reduzido quase pela metade.
A construção Feistel é iterativa por natureza, o que facilita a implementação do criptosistema em hardware.
As redes Feistel e construções similares são cifras de produtos, e assim combinam múltiplas rodadas de operações repetidas, como por exemplo:
- Bit-shuffling (muitas vezes chamadas caixas de permutação ou P-boxes)
- Funções simples não lineares (muitas vezes chamadas de caixas de substituição ou S-boxes)
- Mistura linear (no sentido de álgebra modular) usando XOR para produzir uma função com grandes quantidades do que Claude Shannon descreveu como "confusão e difusão".
O embaralhamento de bits cria o efeito de difusão, enquanto a substituição é usada para confusão.
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Trabalho teórico
Muitas cifras modernas de blocos simétricos usam redes de Feistel, e a estrutura e propriedades das cifras de Feistel foram amplamente exploradas por criptografos. Especificamente, Michael Luby e Charles Rackoff analisaram a construção da cifra de bloco de Feistel, e provaram que se a função redonda é uma função pseudo-aleatória criptográfica segura, com Ki usado como semente, então 3 redondas são suficientes para fazer da cifra de bloco uma permutação pseudo-aleatória, enquanto 4 redondas são suficientes para torná-la uma permutação pseudo-aleatória "forte" (o que significa que ela permanece pseudo-aleatória até mesmo para um adversário que obtém acesso oráculo a sua permutação inversa). Devido a este resultado muito importante de Luby e Rackoff, as cifras de Feistel são às vezes chamadas de cifras de bloco de Luby-Rackoff. Outros estudos teóricos generalizaram a construção, e definiram limites mais precisos para a segurança.
Construção
Que F 
seja o estilo de jogo F seja a função redonda e que K 1 , K 2 , ... , K n estilo de jogo K_{1},K_2,ldots ,K_n
sejam as subchaves para as rodadas 1 , 2 , ... , n estilo de jogo 1,2,ldots ,n 
respectivamente.
Então a operação básica é a seguinte:
Dividir o bloco de texto em duas partes iguais, ( L 1 {{\i1} 
, R 1 {\i1}displaystyle R_{\i}}
)
Para cada rodada i = 1 , 2 , ... , n {\i1,2,}displaystyle i=1,2,{\i}dots ,n 
calcular (calcular)
L i + 1 = R i {\i+1}=R_{\i},} 
R i + 1 = L i ⊕ F ( R i , K i ) R_{\i+1}=L_{\i}}oplus {\rm {F}}(R_{i},K_{i})} 
.
Então o texto cifrado é ( R n + 1 , L n + 1 )
{\i1} {\i1}. (Geralmente as duas peças R n {\i1}, R_{n+1} 
e L n {\i1} 
não são trocadas após a última rodada).
A descodificação de um texto cifrado ( R n , L n ) {\i1} 
é realizada através da computação para i = n , n - 1 , ... , 1 {\i1}displaystyle i=n,n-1,{\i}ldots ,1 
R i = L i + 1 R_{\i}=L_{i+1},} 
L i = R i + 1 ⊕ F ( L i + 1 , K i ) {\i} {\i}=R_{\i+1}oplus {\i}(L_{\i+1},K_{i})} 
.
Então ( L 1 , R 1 ) {\i1} é novamente o texto em quadratura (L_{1},R_{1})}
.
Uma vantagem deste modelo é que a função redonda F {\i} não tem que ser invertível, e pode ser muito complexa.
O diagrama ilustra o processo de criptografia. A decriptação requer apenas a inversão da ordem da sub-chave K n , K n - 1 , ... , K 1 {\displaystyle K_{n},K_{n-1},{\ldots ,K_{1}}
usando o mesmo processo; esta é a única diferença entre criptografia e decriptação:
As cifras Feistel desequilibradas usam uma estrutura modificada onde L 1 {\i1} e R 1 {\i1} não são de comprimento igual. A cifra MacGuffin é um exemplo experimental de tal cifra.
A construção Feistel também é utilizada em algoritmos criptográficos que não sejam cifras de bloco. Por exemplo, o esquema Optimal Asymmetric Encryption Padding (OAEP) usa uma rede Feistel simples para randomizar os textos criptográficos em certos esquemas de criptografia de chaves assimétricas.
Lista de cifras de Feistel
Perguntas e respostas
P: O que é uma cifra de Feistel?
R: Uma cifra Feistel é uma estrutura simétrica usada na construção de cifras de blocos, com o nome do criptógrafo alemão da IBM Horst Feistel. É também comumente conhecida como uma rede Feistel.
P: Quais são algumas vantagens do uso de uma estrutura Feistel?
R: A principal vantagem de usar uma estrutura Feistel é que as operações de encriptação e decriptação são muito semelhantes, mesmo idênticas em alguns casos, exigindo apenas uma inversão do horário das chaves. Isso reduz pela metade o tamanho do código ou circuito necessário para implementar uma cifra desse tipo. Além disso, sua natureza iterativa facilita a implementação do sistema de criptografia em hardware.
P: Como Claude Shannon descreve "confusão e difusão"?
R: Claude Shannon descreveu "confusão e difusão" como tendo grandes quantidades dos dois elementos presentes, a fim de tornar difícil para um atacante decifrar uma mensagem criptografada.
P: Que técnicas são usadas para criar confusão e difusão?
R: Confusão e difusão são criadas através de embaralhamento de bits (muitas vezes chamadas caixas de permutação ou P-boxes) e funções simples não lineares (muitas vezes chamadas caixas de substituição ou S-boxes), bem como mistura linear (no sentido de álgebra modular) usando XOR. O embaralhamento de bits cria o efeito de difusão, enquanto a substituição é usada para confusão.
P: Que tipo de cifra é uma rede Feistel?
R: Uma rede Feistel é um tipo de cifra de produto que combina múltiplas rodadas de operações repetidas, a fim de criptografar os dados com segurança.
P: Quem desenvolveu esse tipo de criptografia?
R: A estrutura Feistel foi desenvolvida pelo criptógrafo alemão Horst Feistel, da IBM.
P: O padrão de criptografia de dados é baseado nesse tipo de criptografia?
R: Sim, o Data Encryption Standard usa esse tipo de criptografia que usa os mesmos princípios delineados acima para criar confusão e difusão dentro de uma mensagem criptografada.
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Autor
AlegsaOnline.com cifra de Feistel Leandro Alegsa
URL: https://pt.alegsaonline.com/art/33900