Feistel 网络

定义

Feistel 网络是一种构造分组密码的通用框架，由 IBM 密码学家 Horst Feistel 在 1970 年代提出。它把输入分组分为左右两半，每轮用轮函数 F 处理一半并与另一半异或，然后交换左右，如此迭代多轮。

原理

其精妙之处在于：无论轮函数 F 本身是否可逆，整体结构都天然可逆——解密只需将轮密钥次序倒过来执行相同流程，加解密可以共用同一套电路或代码，极大简化硬件实现。Luby 和 Rackoff 于 1988 年证明，只要轮函数是好的伪随机函数，三到四轮 Feistel 结构就能构成伪随机置换，为该结构提供了理论根基。

实例

DES 及其变体 3DES 是最经典的 Feistel 密码；Blowfish、Twofish、CAST、Camellia，以及国密 SM4（非平衡变体）都采用这一结构。相对地，AES 采用的是替代-置换网络（SPN）而非 Feistel。

意义

Feistel 网络还是"格式保留加密"等现代构造的基础，是密码工程中最长寿的设计范式之一。