密鑰流生成器及其應(yīng)用研究.pdf

1、流密碼最早主要廣泛應(yīng)用于政治、軍事和外交等領(lǐng)域，目前已擴(kuò)展到民用領(lǐng)域，如遙測(cè)數(shù)據(jù)的加密發(fā)送和接收等。流密碼研究的關(guān)鍵問(wèn)題之一是密鑰流生成器的構(gòu)造和設(shè)計(jì)。如何設(shè)計(jì)偽隨機(jī)性好、碼量大、易于產(chǎn)生的密鑰流生成器是密碼學(xué)者們重點(diǎn)關(guān)注的課題。論文研究了密鑰流生成器的設(shè)計(jì)、偽隨機(jī)序列的特性和測(cè)試、流密碼在PCM/FM再入遙測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用等問(wèn)題。所做的主要工作和取得的結(jié)論包括以下幾個(gè)方面：
　　 1．采用序列組合方式，設(shè)計(jì)一種隨機(jī)組合式密鑰流生

2、成器，它由多個(gè)LFSR組成，其中一個(gè)LFSR控制另外多個(gè)LFSR。該生成序列與各線(xiàn)性移位寄存器級(jí)數(shù)之間的關(guān)系是：生成序列{s}的周期Ps=Ps1Ps2…Psn，其中Psi=2ni-1是第I個(gè)線(xiàn)性移位寄存器生成的m序列{si}的周期，ni為第I個(gè)線(xiàn)性移位寄存器的級(jí)數(shù)；序列{s}的線(xiàn)性復(fù)雜度Ls=n∑I=1Lsi,(n>2)，其中Lsi=ni，Lsi為各線(xiàn)性移位寄存器生成的m序列{si}的線(xiàn)性復(fù)雜度，即各LFSR的級(jí)數(shù)；序列{s}的自相關(guān)函

3、數(shù)Cs(τ)=Cs1(τ)Cs2(τ)…Csi(τ)，其中Csu(τ)為各線(xiàn)性移位寄存器生成的m序列的自相關(guān)函數(shù)，還給出了生成器周期和線(xiàn)性復(fù)雜度的上下界。
　　 2．基于鐘控原理，設(shè)計(jì)一種互控-鐘控生成器，該生成器由三個(gè)線(xiàn)性移位寄存器組成，且各LFSR相互控制。分析該生成器的周期、線(xiàn)性復(fù)雜度等性質(zhì)，并利用極小多項(xiàng)式的思想對(duì)其線(xiàn)性復(fù)雜度進(jìn)行證明。分析結(jié)果表明該生成器的周期和線(xiàn)性復(fù)雜度均優(yōu)于袞特生成器和停走生成器。
　　 3

4、．針對(duì)遙測(cè)系統(tǒng)，提出遙測(cè)數(shù)據(jù)同步加密和自同步加密兩種方案。密鑰流由互控-鐘控生成器生成，該生成器的初始密鑰是由chebshev映射生成的混沌序列。分析了這兩種加密方案的同步性能及加密強(qiáng)度，結(jié)果表明以混沌序列作為生器的初始密鑰使得密鑰的破解更加困難，加密強(qiáng)度比混沌序列加密和密鑰流生成器生成序列加密更強(qiáng)。最后將兩種加密方案在Gauss和Rice信道模型下進(jìn)行仿真，結(jié)果表明，在碼速率相同、小信噪比情況時(shí)，自同步加密方案的誤碼率低于同步加密方案