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如何检验流密码的密钥流序列随机性?

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:流密码的安全强度取决于密钥流序列的随机性。实际中应用的密钥流序列都是由计算机根据确定的数学算法得到的伪随机序列。Golomb的三点随机性假设并不能满足实际应用对密钥流序列的要求,对密钥流序列还需要进行进一步的随机性统计检验。密钥流生成器相当于一个有限状态自动机,一般由驱动部分和非线性组合部分两个部分构成。相比于分组密码,流密码的结构简单、运行速度快、消耗资源少的优势使得其在无线通信领域具有不可取代的作用。

如何检验流密码的密钥流序列随机性?

流密码的安全强度取决于密钥流序列的随机性。实际中应用的密钥流序列都是由计算机根据确定的数学算法得到的伪随机序列。伪随机序列为满足Golomb的三点随机性假设的序列,包括对序列的周期、游程和自相关函数的度量。Golomb的三点随机性假设并不能满足实际应用对密钥流序列的要求,对密钥流序列还需要进行进一步的随机性统计检验。

密钥流生成器相当于一个有限状态自动机,一般由驱动部分和非线性组合部分两个部分构成。驱动部分实际上是伪随机数生成器,负责为非线性组合部分提供随机性好的序列。密钥流生成器的驱动部分一般是基于移位寄存器的,当移位寄存器的反馈函数f是(a1a2,…,an)的线性函数时,称移位寄存器为线性反馈移位寄存器(LFSR);否则,为非线性反馈移位寄存器(NLFSR)。

如果将线性反馈移位寄存器产生的伪随机序列直接作为密钥流序列,并且加密/解密函数应用二元加法,则很容易受到攻击。非线性移位寄存器和基于线性移位寄存器序列的非线性组合已被研究和应用,以实现更强的安全性。(www.xing528.com)

流密码RC4通过密钥调度和伪随机生成两个算法实现从数组S中随机选取元素作为密钥,保证密钥流序列的随机性。RC4的优点是在软件中容易实现且运行速度快,被广泛用于商业密码产品和无线通信中。

相比于分组密码,流密码的结构简单、运行速度快、消耗资源少的优势使得其在无线通信领域具有不可取代的作用。

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