基于鐘控方法的偽隨機(jī)序列生成器的設(shè)計(jì)和分析.pdf

1、偽隨機(jī)序列在模擬仿真、通信系統(tǒng)、軟件測試以及密碼學(xué)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。流密碼體制在資源極端受限的領(lǐng)域及需要極高加解密速度的地方依然具有不可比擬的優(yōu)勢。以往的流密碼通常采用硬件實(shí)現(xiàn),而軟件實(shí)現(xiàn)效率較低。如何彌補(bǔ)流密碼在軟件方面的弱點(diǎn),發(fā)揮其優(yōu)勢,設(shè)計(jì)具有穩(wěn)定性高、速度快和占用資源少的流密碼算法一直是眾多密碼學(xué)家追求的目標(biāo)。
　　流密碼的優(yōu)勢是簡單快速,特別是硬件實(shí)現(xiàn)模塊體積小,運(yùn)行速度遠(yuǎn)高于其他密碼體制。流密碼的劣勢是僅適用于持續(xù)

2、的保密通信,不適用于靈活的文件加解密。流密碼,特別是其使用的偽隨機(jī)序列在各個(gè)系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用,使得流密碼仍然是密碼學(xué)研究的熱點(diǎn)。密鑰流生成器的設(shè)計(jì)與分析永遠(yuǎn)是流密碼學(xué)研究的中心課題,在這個(gè)領(lǐng)域的研究工作一直都是生機(jī)勃發(fā),成果倍出。
　　本文在總結(jié)已有研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,也做了一些有益的嘗試和探索,主要取得以下成果:
　　1.通過分析一般布爾函數(shù)的Walsh譜,得到了布爾函數(shù)相關(guān)免疫性的一個(gè)判定條件,給出了n元布爾函數(shù) f(x)

3、是m階相關(guān)免疫的充分條件,并給出了一些相關(guān)免疫布爾函數(shù)的性質(zhì);通過討論相關(guān)免疫的和函數(shù)的相關(guān)免疫性,得出了有限個(gè)相關(guān)免疫和函數(shù)為相關(guān)免疫的等價(jià)條件。
　　2.通過對兩個(gè)級數(shù)互素的LFSR誘導(dǎo)出的乘積序列的分析,得到周期序列的自相關(guān)函數(shù)與乘積序列的重量之間的關(guān)系,由此得到兩個(gè)周期互素的m序列的乘積序列的自相關(guān)函數(shù)的值及其在一個(gè)周期內(nèi)的Hamming重量。
　　3.通過對任意有限個(gè)級數(shù)互素的m序列的乘積序列的相關(guān)分析,得出對于任

4、意l個(gè)m序列的乘積序列,其自相關(guān)函數(shù)永遠(yuǎn)是l+1值函數(shù),且其主峰值R Y(0)很高。
　　4.基于抵抗BAA攻擊和基于穩(wěn)定性理論的其它攻擊,利用鐘控方法產(chǎn)生的控制序列,并對鐘控序列生成器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)作一定的改進(jìn),使其各個(gè)移位寄存器產(chǎn)生相互控制的關(guān)系,構(gòu)造了“互控”鐘控移位寄存器模型(該模型及所謂“互控”的概念由本論文作者提出,參見本論文“攻讀博士學(xué)位期間的研究成果”部分),分析了其輸出序列的偽隨機(jī)性質(zhì),證明了由其產(chǎn)生的序列具有大的周