探索序列密码与移位寄存器：构造密钥流的关键

本课程深入探讨了序列密码与移位寄存器在现代密码学中的关键应用。第6章首先介绍了序列密码的基本原理，它将明文、密钥和密文视为二进制序列，并阐述了加密和解密过程，通过线性变换实现信息的转换。加密和解密操作利用了线性反馈移位寄存器（LFSR）的概念，这是一种由n个寄存器和一个反馈函数组成的系统，工作原理是通过时钟脉冲逐位传输数据并根据反馈函数更新寄存器。 LFSR的表示涉及反馈函数f，它是n元布尔函数，可以进行逻辑运算，如与、或、非等。若f是线性函数，称为线性反馈移位寄存器，其内部的常数项ci（0或1）决定了序列的生成规则。线性反馈移位寄存器生成的序列具有周期性，且具有线性复杂度，这是评估序列密码安全性的重要参数。例如，著名的m序列因其良好的随机性和高线性复杂度，被广泛用于序列密码学。 B-M算法（Berlekamp-Massey算法）是用来确定序列的线性复杂度的有效工具，通过该算法可以确定生成序列的最小线性反馈关系。移位寄存器的非线性组合则增加了密码系统的复杂性，使攻击者更难以破解。 课程还展示了移位寄存器的实际操作，如一个简单的3阶移位寄存器示例，通过连续的时钟脉冲产生序列1001110…，这个过程展示了移位寄存器如何作为密钥流生成器的基础组成部分，因其高效性和理论成熟性备受青睐。 总结来说，这一章节深入剖析了序列密码体制的核心概念，从线性反馈移位寄存器的构造到其在密码学中的实际应用，对于理解序列密码的原理和技术细节具有重要意义。学习者将能够掌握如何设计和分析这些复杂但高效的密码技术。