一类广义自缩序列的伪随机性

在序列密码中,加密和解密所用的密钥序列都是伪随机序列。序列密码体制的安全强度取决于密钥流,因而伪随机序列生成器的设计与分析一直是序列密码研究的中心课题。文中讨论的是新一类广义自缩序列b（ak＋1 ＋ak＋2）的伪随机性,通过选择适当的比特串101、1011、1101、11100、111010和111011来分析其出现次数的奇偶性,证明了广义自缩序列b（ak＋l＋ak＋2）的最小周期在所有1024种情形下全部达到最大,即2^n-1;同时证明了该序列具有良好的低阶自相关性。     

若干类广义自缩序列的最小周期

讨论若干类广义自缩序列的最小周期,如:b(ak-2+ak+1),b(ak-1+ak+2),b(ak-2+ak-1+ak+1),b(ak-1+ak+1+ak+2),…,等,通过分析比特串00出现次数的奇偶性,均在半数情形下证明了它们的最小周期达到最大,即2n-1。     

GF（3）上的新型自缩控生成器

为得到具有较好伪随机特性的密钥流序列,融合自缩生成器和钟控生成器,设计一种新型的自缩控生成器。在GF（3）上利用2条n级mm-序列构造自缩控序列,该序列是周期为3”。的平衡序列。通过分类讨论方法分别计算序列的1长1、1长2和1长0游程个数范围,并扩展到2长1、k长1和k长2游程。分析结果表明,利用自缩控生成器得到的序列具有平衡性和线性复杂度高、周期长、短游程多的特点,可满足流密码序列的应用要求。     

GF(3)上新一类广义自缩序列

讨论了GF（3）上新一类广义自收缩序列的伪随机性,证明了该类序列的最小周期总是达到最大值2·3^n-1,1-游程和2-游程分布均衡和0,1,2输出平衡,并解决了该序列的线性复杂度界值。     

扩展在上GF（3）新型自缩序列模型及研究

自收缩序列是一类重要的伪随机序列,而周期和线性复杂度是序列伪随机性的经典量度。如何构造自缩序列的新模型,使生成序列具有大的周期和高的线性复杂度是一个重要的问题。针对这一问题,构造了GF（3）上一种新型的自缩序列模型,利用有限域理论,研究了生成序列的周期和线性复杂度,得到一些主要结论：周期上界3ⁿ,下界3^2[n/3];线性复杂度上界3ⁿ,下界3^2[n/3]-1。进一步讨论了基于GF（3）上本原三项式和四项式的自缩序列的周期和线性复杂度。     

广义互缩生成器

设计了一类称为广义互缩生成器的密钥流生成器.研究表明该类密钥流生成器所产生的序列具有如下良好特性：（1）大的周期;（2）高的线性复杂度;（3）生成的广义互缩序列族具有线性空间结构,形成Abel群;（4）广义互缩序列族内序列间互相关函数值可以由控制序列中1的数目来确定;（5）在一定条件下,序列的k-错线性复杂度显著增加.另一方面对新序列进行的安全性分析结果表明,与互缩序列相比,由较少的密钥量可以获得更好的安全性.     

素平方序列的自相关函数

介绍了一种p^2-序列,它是利用Zp^2上阶数为2的广义割圆类定义的,该序列的线性复杂度最大值为p。利用计算机模拟的方法给出了所有p〈50的p^2-序列的随机性指标,包括周期与拟周期自相关函数以及自相关函数Merit因子等。证明了该序列的周期自相关函数为二值或三值,并据此指出p^2-序列不是一种“好”的伪随机序列。     

第四类广义自缩序列的分析

广义自缩序列是基于LFSR的一类非常规钟控的序列,具有良好的伪随机性,可以用作加密时的密钥流。该文对其中的一类序列—第四类广义自缩序列,提出了一种攻击方法,其目的是恢复LFSR的初始状态,主要思路是首先利用统计分析方法构造出一个拟合序列,然后利用快速相关攻击恢复对应序列的初态,最后利用解线性方程组的方法恢复出目标序列的初始状态。分析表明该攻击是有效的。     

基于混沌反控制的Tent映射伪随机序列发生器设计

应用混沌反控制思想有意识地去产生混沌,进而应用混沌系统的伪随机特性进行伪随机序列发生器设计。针对Tent映射在有限精度实现时产生伪随机序列所存在的周期过短问题,应用混沌反控制,对Tent映射加入控制输入,从而解决了输出伪随机序列周期过短的问题,并通过阈值的在线调节输出0-1伪随机序列。证明了受控Tent映射是Lyapunov指数意义下混沌的,分析了Tent映射混沌反控制所产生的伪随机序列的安全性和计算效率,理论分析和仿真结果都证明了这种设计伪随机序列发生器算法的合理性。     

基于混沌神经网络的伪随机序列性能分析

伪随机序列在保密通信、航空航天、测距、密码学、自动控制等领域具有重要作用。本文结合神经网络和混沌映射的特点，提出了一种基于混沌神经网络和混沌映射混沌伪随机序列的设计方法，该方法可以克服有限精度效应对混沌系统的影响。从而改善混沌序列特性，用理论与计算机仿真实验相结合的方法对混沌序列的随机性、平衡性、相关性和线性复杂度等特性进行了系统的分析。分析结果表明，基于混沌神经网络和混沌映射的混沌伪随机序列具有十分理想的随机特性和相关特性，为在低成本下得到比较实用的序列密码提供了一种新的思路。     

基于FCSR和LSFR相结合的密钥流生成器

分析了由Schneier提出的FCSR和线性反馈移位寄存器（LFSR）相结合的密钥流生成器的结构特性，给出了其可生成密钥流的周期和线性复杂度的理论上界，讨论如何选择LFSR和FCSR的参数以使产生的密钥流具有较好的伪随机特性，并使其周期和线性复杂度尽可能接近理论上界。利用美国技术与标准局（NIST）提供的STS软件包进行生成器选定参数下输出的密钥流的8项随机性测试，结果表明，在该文论述的参数选择方法下，生成器产生的序列具有良好的伪随机特性。利用FPGA实现了该密钥流生成器，并通过与5种现有流密码方案实现结果的性能比较发现，该方案具有较高的密钥流吞吐量和性价比，可在移动终端实施。     

线性复杂度为2n-2m的2n-周期序列的k-错线性复杂度*

线性复杂度和k-错线性复杂度是衡量密钥序列随机性的两个重要标准,运用Chan-Games算法,得到线性复杂度为2n-2m的2n-周期二元序列的k-错线性复杂度的所有可能的值,LCk(s)=0或2n－2m－2r+1+c,2n-2r+1+c。这一结果对于进一步探讨流密码密钥序列的安全性有重要的应用价值。     

（4,4）—拉丁阵在密码设计上的一种应用

密钥流由m序列产生的流密码是可破的.【2,3]中提出了拉丁阵概念并给出了(4,4)-拉丁阵的枚举和计数.本文提出m序列冠以(4,4)-拉丁阵对应的置换族密码体制并论证了它的安全性.同时讨论了密钥中(4,4)-拉丁阵的产生方法.将m序列换为其它伪随机序列也是可行的.     

线性复杂度为2n-2m-1的2n-周期二元序列的k-错线性复杂度*

线性复杂度和k-错线性复杂度是研究流密码稳定性的两个重要概念。当改变序列某几位时不会使得序列的线性复杂度急剧减少,说明该序列的稳定性良好。运用Chan-Games给出了当k=4或5时,F2上固定线性复杂度为2n-2m-1的2n-周期二元序列的k-错线性复杂度所有可能值,LCk(s)=0或LCk(s)=2n-2m-2r+1+c,LCk(s)=2n-2r+1+c。这一结果对流密码稳定性的研究有重要的应用价值。     

一种新型流密码系统

根据人们常用的洗牌算法对LFSR进行非线性变换，利用该变换可以改变元素原有的排列顺序，扰乱序列原有的某种规律性和结构性，提高序列的非线性，从而构造出一种新流密码系统。实验结果表明，由该系统产生的密钥序列具有均匀性，相关性小的特点。该密码系统能构被应用于网络安全等领域。     

PAPERS DISCLOSE ALLIES' EDGE IN KNOWING GERMAN CODES

Pless has proposed a stream cipher based on J-K flip-flops that uses 8 linear shift registers with feedback, having a combined length of 97 bits, 4 J-K flip-flops, and a 4-stage cycling counter. The cipher has 2.54×10⁵¹ initial states (keys), and generates a presumably pseudorandom stream whose period is 1.52×10²⁹ bits. Despite these impressive statistics, it is computationally feasible to solve such a cipher with a known-plaintext attack, using as few as 15 characters.     

针对CSC系列流密码算法的区分攻击

研究CSC-(n,N)序列流密码算法簇的安全性,证明产生的第1个密钥字节为0的概率约为2-n~2-2n,利用模拟实验验证其正确性,据此提出对CSC-(n,N)的区分攻击。该区分攻击只需利用23n+2个密钥产生的第1个密钥字就能以0.84以上的正确率将CSC-(n,N)产生的密钥流序列与随机序列进行区分。