1.理解线性反馈移位寄存器的基本构造,编程实现一个简单的线性反馈移位寄存器并用输出序列对给定明文实施逐比特加密。联结多项式1:p(x)=1+x+x7联结多项式2:q(x)=1+x2+x4+x7(1)分别画出上列两个联结多项式对应的LFSR结构图,(2)编程实现输出序列,并给出序列的周期,(3)将自己的姓名全拼和学号分别用上面两个输出序列进行加解密
时间: 2023-12-20 17:04:11 浏览: 124
好的,我会再次为您提供答案。
1. 线性反馈移位寄存器(LFSR)是一种电子数字电路,它可以用来生成伪随机数序列,也可以用于加密和解密。它由一组寄存器、一个时钟信号和一个反馈电路组成。
2. 对于给定的明文,可以使用逐比特加密的方式进行加密。即将明文的每一位依次输入到LFSR中,每输入一位就输出一个密文位。
3. 联结多项式1对应的LFSR结构图如下所示:
```
+----+ +----+ +-----+
| | | | | |
| v | v | v
I -->[mod 2]--[mod 2]--[mod 2]--...
| | |
+---------+---------+
```
其中,mod 2表示模2运算(即异或运算),I表示输入位,每个mod 2之间的连线表示反馈电路,联结多项式1的系数为1、1、0、0、0、0、1,因此反馈电路为从第1位到第6位的连线。
4. 联结多项式2对应的LFSR结构图如下所示:
```
+----+ +----+ +----+ +-----+
| | | | | | | |
| v | v | v | v
I -->[mod 2]--[mod 2]--[mod 2]--[mod 2]--...
| | | |
+---------+---------+---------+
```
其中,联结多项式2的系数为1、0、1、0、0、0、1,因此反馈电路为从第1位、第3位、第6位、第7位的连线。
5. 对于输出序列的编程实现,可以使用Python等编程语言进行实现。以联结多项式1为例,代码如下所示:
```python
def lfsr1(seed):
# 初始化寄存器状态
state = seed
while True:
# 输出最低位
output = state & 1
yield output
# 计算反馈位
feedback = (state >> 1) ^ (state >> 6)
# 更新寄存器状态
state = (state >> 1) | (feedback << 6)
```
其中,seed表示初始状态,yield用于生成输出序列,反馈电路的计算方式为异或运算。
6. 对于周期的计算,可以通过模拟LFSR的状态变化来实现。以联结多项式1为例,代码如下所示:
```python
def lfsr1_period():
for i in range(2**7):
# 枚举所有可能的初始状态
seq = []
lfsr = lfsr1(i)
for j in range(2**7):
# 生成一段序列
seq.append(next(lfsr))
# 判断序列是否重复
if seq[:2**6] == seq[2**6:]:
return 2**6
return -1 # 如果找不到周期,返回-1
```
其中,枚举所有可能的初始状态,生成一段序列,判断序列是否重复,如果找到周期则返回周期长度,否则返回-1。
7. 最后,将姓名全拼和学号分别用上述两个输出序列进行加解密即可。加密的方式为将明文的每一位依次输入到LFSR中,每输入一位就输出一个密文位。解密的方式则是将密文的每一位依次输入到LFSR中,每输入一位就输出一个明文位。
阅读全文