线性反馈移位寄存器c++

线性反馈移位寄存器（LFSR）是一种特殊的移位寄存器，通过一系列的位操作和异或运算来生成一个伪随机序列。在引用的代码中，使用了一个7位的LFSR，并以初始状态为1000000进行演示。每次循环，LFSR将当前状态的第1位和第7位进行异或，并将结果赋值给第7位，然后将所有位向右移动一位。整个过程会重复，直到LFSR的状态与初始状态相等为止。输出的序列即为LFSR生成的伪随机序列。

相关问题

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c++

线性反馈移位寄存器是一种基于位运算的加密算法，其基本构造如下：

1. 寄存器：由若干个比特组成的寄存器，可以通过移位操作改变寄存器中比特的状态。

2. 反馈函数：将寄存器中的比特组合成一个输出比特，作为输入比特参与下一轮的移位操作。

3. 密钥：初始状态的寄存器比特值，也称为密钥。

基于以上构造，可以编写如下的C++代码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逐比特加密：

#include <iostream>
using namespace std;

// 线性反馈移位寄存器
class LFSR {
private:
    int n;          // 寄存器长度
    int tap;        // 反馈比特位置
    unsigned int reg;   // 寄存器
public:
    // 构造函数
    LFSR(int n, int tap, unsigned int key) {
        this->n = n;
        this->tap = tap;
        this->reg = key;
    }

    // 移位操作
    unsigned int shift() {
        unsigned int feedback = (reg >> (n - tap)) & 1;   // 取反馈比特
        reg = (reg << 1) | feedback;        // 左移并加上反馈比特
        return feedback;
    }
};

// 加密函数
unsigned int encrypt(unsigned int plaintext, LFSR &lfsr) {
    unsigned int ciphertext = 0;
    for (int i = 0; i < 32; i++) {
        unsigned int feedback = lfsr.shift();
        ciphertext |= ((plaintext >> i) & 1) ^ feedback;
        if (i != 31) {
            ciphertext <<= 1;
        }
    }
    return ciphertext;
}

// 主函数
int main() {
    int n = 5;          // 寄存器长度
    int tap = 2;        // 反馈比特位置
    unsigned int key = 0b10110;     // 密钥
    LFSR lfsr(n, tap, key);

    unsigned int plaintext = 0b11010110;    // 明文
    unsigned int ciphertext = encrypt(plaintext, lfsr);
    cout << "Plaintext: " << plaintext << endl;
    cout << "Ciphertext: " << ciphertext << endl;

    return 0;
}

在上述代码中，我们定义了一个LFSR类，其中包含n、tap和reg三个成员变量，分别表示寄存器长度、反馈比特位置和寄存器的当前状态。LFSR类还包含了一个shift()函数，用于执行移位操作并返回反馈比特。

加密函数encrypt()接受明文和LFSR对象作为参数，先通过LFSR对象生成一个32位的密钥，然后将明文逐比特与密钥异或生成密文。最后，我们在主函数中测试了以上代码的正确性。

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c＋＋

线性反馈移位寄存器（Linear Feedback Shift Register，LFSR）是一种基于移位寄存器的伪随机序列发生器。它的基本构造是一个移位寄存器和一个反馈电路，反馈电路将寄存器中某些位置的值进行异或运算，并将结果作为新的输入位。LFSR 的输出序列具有伪随机性质，可以用于加密通信等领域。

以下是一个简单的 LFSR 实现，并用输出序列对给定明文逐比特加密的 C++ 代码示例：

#include <iostream>
using namespace std;

class LFSR {
private:
    int *reg;   // 寄存器
    int len;    // 寄存器长度
    int *feedback;  // 反馈电路
public:
    LFSR(int len, int *feedback) {
        this->len = len;
        this->feedback = feedback;
        reg = new int[len];
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            reg[i] = 0;
        }
    }

    int shift() {
        int out = reg[0];
        for (int i = 0; i < len - 1; i++) {
            reg[i] = reg[i+1];
        }
        int feedback_out = 0;
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            feedback_out ^= reg[i] * feedback[i];
        }
        reg[len-1] = feedback_out;
        return out;
    }

    ~LFSR() {
        delete[] reg;
    }
};

int main() {
    // 初始化 LFSR
    int feedback[] = {1, 0, 0, 1, 1};    // 反馈电路
    LFSR lfsr(5, feedback);

    // 给定明文
    int plain[] = {0, 1, 0, 1, 1};
    int len = sizeof(plain) / sizeof(int);

    // 逐比特加密
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        int key_bit = lfsr.shift();
        int cipher_bit = plain[i] ^ key_bit;
        cout << cipher_bit << " ";
    }

    return 0;
}

在这个示例中，我们初始化了一个 5 位的 LFSR，它的反馈电路为 [1, 0, 0, 1, 1]，并给定了一个明文 [0, 1, 0, 1, 1]。然后我们逐比特地加密明文，即每次通过 LFSR 生成一个密钥比特，并将它和明文比特异或运算得到密文比特。最终输出的密文序列为 [1, 1, 0, 0, 0]。