SIMD技术在σ-LFSR中的应用——高速软件密码学

"基于SIMD技术的σ-线性反馈移位寄存器在软件加密中的应用" 本文主要探讨了σ-线性反馈移位寄存器(σ-LFSR)在软件实现中的高效利用，特别是在快速软件加密领域的潜力。σ-LFSR是一种新型的反馈移位寄存器，它优化了软件执行效率，尤其适合于需要高速运算的场景，如序列密码的生成。 σ-LFSR的特性在于其能够快速生成具有最大周期和良好随机性的输出序列，这对于安全加密至关重要。通常，反馈移位寄存器通过反馈函数改变其内部状态来生成序列，而σ-LFSR则通过特定的线性组合达到这一目的。这种设计使得σ-LFSR在软件实现时可以达到较高的计算速度。 文章中提到了结合第二代单指令多数据流扩展指令集（SSE2）来设计σ-LFSR。SSE2是Intel推出的一种SIMD（Single Instruction Multiple Data）技术，它允许处理器在一个指令下处理多个数据，极大地提升了数据处理的并行性。通过SSE2的128位整数数据结构和操作，σ-LFSR的实现效率得到显著提升，能够在软件层面实现高速运算，这对于需要大量计算的加密算法来说是极其有利的。 序列密码是一种基于特定序列生成的加密方式，它们依赖于伪随机数生成器，而σ-LFSR正是这样的生成器。通过SIMD技术优化的σ-LFSR，可以作为序列密码的驱动部分，提供高效的密钥流生成，从而加速加密过程。 该研究还提及了相关的科研背景，包括国家自然科学基金、国家“863”计划和国家“973”计划的资助，表明这项工作在学术和实际应用中都得到了高度关注和支持。作者团队包括曾光、王政和韩文报，他们分别在应用密码学、信息安全等领域有深入研究。 基于SIMD技术的σ-LFSR为软件加密提供了新的解决方案，通过高效利用硬件扩展指令集，实现了高速序列密码的生成，这对于提高软件加密的速度和安全性具有重要意义。这项研究对于密码学和信息安全领域的实践和理论发展都具有积极的推动作用。