有限状态自动机驱动的同步序列密码详解：m序列与应用

本文档详细探讨了作为有限状态自动机的密钥流生成器——序列密码在现代密码学中的应用。首先，章节从序列密码的基本概念出发，介绍其工作原理，即通过密钥k驱动一个密钥流生成函数f，生成密钥流zi，并根据这个流对明文进行逐位异或加密。例如，以字母表为例，明文rendezvous通过密钥8生成的密钥流81741334252114，进而转换为密文zvrqhdujim。 核心内容包括： 1. 线性反馈移位寄存器（LFSR）是构造简单且常用的序列密码技术，它是一种一元多项式表示的移位寄存器，通过循环移位和输出反馈来产生密钥流。 2. m序列以其高度的随机性和伪随机性而著名，是构建高效同步序列密码的理想选择。m序列的特性包括周期长、线性复杂度高和良好的自相关特性，使其在密码学中具有很高的安全性。 3. M序列密码的破译通常涉及到分析密钥流模式，但因m序列的随机性，这是一项极具挑战的任务。破译者可能尝试统计分析、线性攻击等方法，但难度较大。 4. 非线性序列密码是为了对抗线性攻击，引入了非线性函数，增加了密钥流的复杂性，提高了密码系统的安全性。 5. 欧洲NESSIE工程中的Lili-12算法是同步序列密码的一个例子，它是NESSIE工程中征集的候选算法之一，反映了当时密码学研究领域的关注焦点。 6. 同步序列密码和自同步序列密码的区别在于，同步序列密码的密钥流不依赖于明文，使得解密相对容易。然而，自同步序列密码的密钥流与明文关联，理论分析更为复杂。 最后，文档还提到了滚动密钥生成器（如密钥流发生器）的概念，以及其在同步序列密码加密器中的作用，包括密钥流的生成和加密/解密过程的模型化。 本文提供了一个全面而深入的视角，阐述了序列密码的原理、关键技术和实际应用，对于理解序列密码在信息安全中的角色至关重要。