同步序列密码详解：密钥流生成器与加密模型

本篇文章主要探讨了密钥流生成器在序列密码中的应用和原理。首先，序列密码是一种加密技术，其核心是利用密钥k生成一个连续的密钥流，然后通过这个密钥流对明文进行逐位操作以得到密文。文章详细解释了以下关键概念： 1. 基本概念：序列密码的基本思想是，通过一个函数f(k, σi)，其中k是密钥，σi代表加密器内存状态，生成密钥流zi。加密过程是通过将明文字符与密钥流逐位异或来完成的。 2. 线性反馈移位寄存器(LFSR)：这是生成密钥流的基础工具，它是一种特殊的循环移位寄存器，其输出与寄存器内部状态的某些位的函数有关。 3. m序列的伪随机性和特性：m序列是一种特殊的有限周期序列，因其高度的随机性和难于预测性而常用于密钥流生成。m序列密码的破译难度较大，因为它们的统计特性接近真正的随机数。 4. 同步与自同步序列密码：区分同步序列密码（如滚动密钥生成器，其密钥流生成与明文无关）和自同步序列密码（密钥流生成依赖于明文），后者更为复杂，理论分析较为困难。 5. 同步序列密码模型：同步密码结构通常包含密钥流生成器和加密变换器两部分，加密过程相对独立，解密时通过逆运算恢复明文。 6. 具体示例：文中给出了一个简单的同步序列密码例子，展示了如何使用特定的密钥K和明文rendezvous生成密文，并指出解密时需要根据记忆元件的状态进行恢复。 通过以上内容，我们可以了解到序列密码的构造、工作原理以及不同类型的特点，这对于理解和设计安全的序列密码系统具有重要意义。后续章节可能还会深入讨论其他非线性序列生成方法，如欧洲NESSIE工程中涉及的Lili-12候选算法，以及如何选择和评估这些算法的安全性。