密鑰流生成器及其應用研究.pdf

1、流密碼最早主要廣泛應用于政治、軍事和外交等領(lǐng)域，目前已擴展到民用領(lǐng)域，如遙測數(shù)據(jù)的加密發(fā)送和接收等。流密碼研究的關(guān)鍵問題之一是密鑰流生成器的構(gòu)造和設計。如何設計偽隨機性好、碼量大、易于產(chǎn)生的密鑰流生成器是密碼學者們重點關(guān)注的課題。論文研究了密鑰流生成器的設計、偽隨機序列的特性和測試、流密碼在PCM/FM再入遙測系統(tǒng)中的應用等問題。所做的主要工作和取得的結(jié)論包括以下幾個方面：
　　 1．采用序列組合方式，設計一種隨機組合式密鑰流生

2、成器，它由多個LFSR組成，其中一個LFSR控制另外多個LFSR。該生成序列與各線性移位寄存器級數(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個線性移位寄存器生成的m序列{si}的周期，ni為第I個線性移位寄存器的級數(shù)；序列{s}的線性復雜度Ls=n∑I=1Lsi,(n>2)，其中Lsi=ni，Lsi為各線性移位寄存器生成的m序列{si}的線性復雜度，即各LFSR的級數(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性復雜度的上下界。
　　 2．基于鐘控原理，設計一種互控-鐘控生成器，該生成器由三個線性移位寄存器組成，且各LFSR相互控制。分析該生成器的周期、線性復雜度等性質(zhì)，并利用極小多項式的思想對其線性復雜度進行證明。分析結(jié)果表明該生成器的周期和線性復雜度均優(yōu)于袞特生成器和停走生成器。
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4、．針對遙測系統(tǒng)，提出遙測數(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，加密強度比混沌序列加密和密鑰流生成器生成序列加密更強。最后將兩種加密方案在Gauss和Rice信道模型下進行仿真，結(jié)果表明，在碼速率相同、小信噪比情況時，自同步加密方案的誤碼率低于同步加密方案