Feistelchiffre

Feistelchiffre (auch als Feistelnetzwerk bezeichnet) ist eine Blockchiffre. Ein Mitarbeiter von IBM, Horst Feistel, gilt als der Erfinder dieser Chiffre. Er arbeitete mit anderen am sog. Projekt "Lucifer", dessen Ziel es war, eine effiziente Verschlüsselungstechnologie zu entwickeln. Die Feistelchiffre war später dann die Grundlage für den DES-Algorithmus.

Viele moderne symmetrische Verschlüsselungsalgorithmen basieren auf Feistelnetzwerken. Dies rührt u.a. auch daher, dass die Struktur von sehr vielen Kryptografen analysiert und für gut befunden wurde.

Arbeitsweise

Wie es der Name "Blockchiffre" schon nahe legt, wird der Klartext zuerst in einzelne Blöcke zerlegt. Die Größe dieser Blöcke kann frei gewählt werden, üblich sind oftmals Vielfache von 64 Bit. Jeder dieser Blöcke wird danach in zwei gleichgroße Hälften ( $L_{0}$ und $R_{0}$ ) geteilt und in $n$ Runden mit verschiedenen Schlüsseln verschlüsselt. Nach den Runden werden die Hälften wieder zusammen gesetzt. Innerhalb der $i$ -ten Runde ( $i$ läuft von 1 bis $n-1$ ) wird folgende Formel angewendet:

L_{i}=R_{i-1}

R_{i}=L_{i-1}\oplus f(R_{i-1},K_{i})

In der letzten, der $n$ -ten Runde wird auf die Transposition der linken und rechten Hälfte verzichtet (Symmetrie des Verfahrens bleibt dadurch gewahrt):

L_{n}=L_{n-1}\oplus f(R_{n-1},K_{n})

R_{n}=R_{n-1}

Dabei bildet $f$ die sog. Runden- oder Transformationsfunktion und $K_{i}$ ist der jeweilige Rundenschlüssel. Der verschlüsselte Text am Ende der Runden ist die Zusammenführung von $\left(L_{n},R_{n}\right)$ .

Feistelnetzwerke ermöglichen eine Entschlüsselung, ohne dass die Umkehrfunktion von f benötigt wird. Will man einen Geheimtext dechiffrieren, wendet man die obige Formel leicht modifiziert an:

R_{i-1}=L_{i}

L_{i-1}=R_{i}\oplus f(R_{i-1},K_{i})

Und im letzten Schritt:

L_{0}=L_{1}

R_{0}=R_{1}\oplus f(L_{0},K_{0})

Anwendungen

Feistelnetzwerke kommen u.a. in folgenden Chiffren zum Tragen: