[發明專利]一種流密碼生成器

有效

• 申請號: 200810045867.3
• 申請日: 2008-08-22
• 公開（公告）號: CN101340280A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 朱正美;樊鵬;陳奕沖;王志輝;余有勇;陳勇;劉律宏
• 申請（專利權）人: 四川虹微技術有限公司
• 主分類號: H04L9/18
• 分類號: H04L9/18;H04L9/08;H04H60/23
• 代理公司: 北京市路盛律師事務所
• 代理人: 溫利平

1.一種流密碼生成器，包括：一個輸入模塊、三個線性反饋移位寄存器LFSRα、LFSRβ、LFSRγ和三個線性變換模塊T、K、L；其中，輸入模塊用于經預定時鐘脈沖向所述的三個線性反饋移位寄存器LFSRα、LFSRβ、LFSRγ分別輸入密鑰以及向所述的三個線性變換模塊T、K、L分別輸入向量；線性變換模塊T在輸入過程及封閉循環運行過程用輸入的向量和從下述的輸出模塊G反饋的數對線性反饋移位寄存器LFSRα中的密鑰進行置亂，線性變換模塊K在輸入過程用輸入的向量對線性反饋移位寄存器LFSRβ中的密鑰進行置亂，線性變換模塊L在輸入過程用輸入的向量對線性反饋移位寄存器LFSRγ中的密鑰進行置亂；三個狀態讀取列表模塊A、B和C，用于分別從線性反饋移位寄存器LFSRα、LFSRβ和LFSRγ的預定位讀取并排列成預定位的數輸出；一個線性變換模塊F，用于對從狀態讀取列表模塊A、B和C輸出的數進行壓縮及反饋置亂后輸出；一個查表壓縮變換模塊D，用于將從狀態讀取列表模塊B輸出的數查表壓縮后輸出；一個輸出模塊G，用于將從線性變換模塊F、查表壓縮變換模塊D和狀態讀取列表模塊C輸入的數壓縮成預定位的數輸出，其中該輸出在輸入過程和封閉循環運行過程反饋到線性變換模塊T；其特征在于，所述的線性變換模塊F，包括第一模塊和第二模塊，其中：

第一模塊用于狀態讀取列表模塊A、B、C讀入的數以及線性變換模塊F輸出數的壓縮變換，輸出適于第二模塊輸入的數；

第二模塊包括非可逆線性變換模塊和兩個并聯的S盒子，從第一模塊輸入的數在非可逆線性變換模塊中變換后輸出；從第一模塊輸入的數的選定位作為兩個S盒子的輸入，在S盒子中進行查表變換，其輸出與非可逆線性變換模塊輸出合并為線性變換模塊F的輸出；

所述的S盒子是隨機產生S盒子池，然后通過進化算法對產生的S盒子池進行優化選擇，對選擇后的S盒子進行密碼特性分析；如果分析顯示產生的S盒子密碼特性良好，那么就將新產生的S盒子代替S盒子進化池中的任何一個，否則重新對S盒子進行選取；重復若干次，進化結束后，S盒子池中的S盒子密碼特性大大提高，得到所要的高安全強度的S盒子。

2.根據權利要求1所述的流密碼生成器，其特征在于，所述的流密碼生成器中的線性反饋移位寄存器LFSRβ的特征多項式為：

f(x)＝x³⁵+x³⁴+x³¹+x²⁴+x²²+x²¹+x²⁰+x¹⁹+x¹⁶+x¹⁵+x¹³+x¹²+x¹¹+x⁸+x⁵+x⁴+x³+x²+1；

線性反饋移位寄存器LFSRγ的特征多項式為：

f(x)＝x³¹+x³⁰+x²⁷+x²⁶+x²⁴+x²¹+x¹⁵+x¹²+x¹¹+x¹⁰+x⁹+x⁸+x⁷+x²+1。

3.根據權利要求1所述的流密碼生成器，其特征在于，所述的第一模塊用于狀態讀取列表模塊A、B、C讀入的數以及線性變換模塊F輸出數的壓縮變換，其壓縮規則為：

i＝0，1，.?..，7時，?記為FA0

i＝8，9，.?..，15時,?為FA1

i＝16，17，.?..，23時，?記為FA2

其中，a_i、b_i、c_i為狀態讀取列表模塊A、B、C輸出的比特位，f_i為線性變換模塊F輸出數的比特位。

4.根據權利要求1所述的流密碼生成器，其特征在于，所述的從第一模塊輸入的數在非可逆線性變換模塊中變換后輸出，其變換為：

非可逆線性變換模塊中包含兩個變換矩陣：M0和M1；從第一模塊輸入的數到非可逆線性變換模塊的24比特數分成兩個12比特，分別記為m0和m1，其中m0＝fa0fa15fa7fa2fa22fa19fa13fa5fa17fa23fa11fa9；m1＝fa20fa3fa14fa21fa4fa18fa6fa1fa16fa8fa12fa10；經過非可逆線性變換模塊后得到輸出FB1FB0，其中FB0＝m0×M0和FB1＝m1×M1。