流密码详解.ppt

现代密码学 李向东 中原工学院计算机学院 124197985@ 2011.9-2012.1 第2章 流密码 2.1 流密码一般模型 2.1 流密码一般模型 课堂讨论： 加密函数和解密函数都用异或运算，行不行？ 什么样的加解密算法是高效、安全的？Why？ 实用的流密码方案中，加解密算法是什么？ 2.1 流密码一般模型 2.1 流密码一般模型 2.1 流密码一般模型 2.1 流密码一般模型 2.1 流密码一般模型 2.1 流密码一般模型 2.1 流密码一般模型 2.1 流密码一般模型 第2章 流密码 2.2 线性反馈移位寄存器序列 2.2 线性反馈移位寄存器序列 2.2 线性反馈移位寄存器序列 2.2 线性反馈移位寄存器序列 伪随机序列 Solomon W. Golomb: Shimonoseki, Japan, October 10-14, 2005 伪随机序列 伪随机序列 反馈移位寄存器(FSR) 反馈移位寄存器(FSR) 线性反馈移位寄存器(LFSR) 线性反馈移位寄存器(LFSR) 线性反馈移位寄存器(LFSR) 线性反馈移位寄存器(LFSR) 线性反馈移位寄存器(LFSR) m-序列 m-序列 m-序列 m-序列 m-序列 第2章 流密码 2.3 序列的线性复杂度 2.3 序列的线性复杂度 2.3 序列的线性复杂度 B-M算法 B-M算法 B-M算法 B-M算法 B-M算法 B-M算法 B-M算法 2.3 序列的线性复杂度 2.3 序列的线性复杂度 第2章 流密码 2.4 非线性序列生成器 2.4 非线性序列生成器 2.4.1 非线性准则 2.4.1 非线性准则 2.4.1 非线性准则 2.4.1 非线性准则 2.4.1 非线性准则 2.4.1 非线性准则 2.4.1 非线性准则 2.4.2 非线性序列生成器 滤波生成器 滤波生成器 滤波生成器 J-K触发器 J-K触发器 2.4.2 非线性序列生成器 钟控序列生成器 钟控序列生成器 第2章 流密码 2.5 流密码算法 2.5 流密码算法 RC4算法 2.5 流密码算法 2.5 流密码算法 A5算法 A5算法 2.5 序列密码实例 第2章 习 题 P50: 习题1-7. J-K触发器 LFSR1输出序列{ak}, 周期为m. LFSR2输出序列{bk}, 周期为n. J-K触发器输出序列{ck} 令c-1 =0,有 c0=a0, c1=(a1+b1+1)a0+a1, c2=(a2+b2+1) c1+a2 ,… ck-1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 ck J K {ak} {ck} {bk} LFSR1 J K LFSR2 如果gcd(m, n)=1，且a0 + b0 =0，则输出序列{ck}的周期为: (2m-1) (2n-1). J-K触发器输出序列{ck}随机性好 不安全 已知cn与cn+1, 便能对an+1与bn+1的一个作出判断. cn=cn+1=0? an+1 =0; cn=0, cn+1=1? an+1 =1; cn=1, cn+1=0? bn+1 =1; cn=cn+1=1? bn+1 =0. 例2.4.1 令m=2, n=3, 且a0 + b0 =0, LFSR1输出序列 {at}=011…, LFSR2输出序列 {bt}=1001011…. 有 c0=a0=0, c1=(a1+b1+1)a0+a1=(1+0+1)0+1=1, c2=(a2+b2+1) c1+a2=(1+0+1)1+1=1,… {bk}=0110 1001 1101 0100 1001 0…. 周期为: L=(2m-1) (2n-1)=(22-1) (23-1)=21. ck-1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 ck J K 钟控序列生成器 钟控生成器（Clock controlled generator）