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面向序列密码的非线性反馈移位寄存器可重构并行化设计 被引量:8
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作者 陈韬 杨萱 +2 位作者 戴紫彬 李伟 陈迅 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期28-32,38,共6页
基于序列密码的非线性反馈移位寄存器,将可重构技术与并行化处理相融合,提出了一种非线性反馈移位寄存器的可重构并行化架构.结果表明:可重构并行化架构能够灵活重构任意结构的非线性反馈移位寄存器;并行化思想能够支持在一个时钟周期... 基于序列密码的非线性反馈移位寄存器,将可重构技术与并行化处理相融合,提出了一种非线性反馈移位寄存器的可重构并行化架构.结果表明:可重构并行化架构能够灵活重构任意结构的非线性反馈移位寄存器;并行化思想能够支持在一个时钟周期完成对非线性反馈移位寄存器的并行更新;在0.18μm的互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺中,其核心工作频率能够达到172MHz,针对256级的线性反馈移位寄存器,当并行度选取为32时,其吞吐率能够达到5.5Gb/s. 展开更多
关键词 序列密码 线性反馈移位寄存器 可重构 并行化
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一种基于线性反馈移位寄存器的轻量级强PUF设计 被引量:4
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作者 侯申 郭阳 +1 位作者 李暾 李少青 《图学学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期125-131,共7页
物理不可克隆函数(PUF),是一种新型硬件安全原语,可以用FPGA和ASIC实现,避免芯片被过度制造和非法克隆。PUF可以用于安全密钥生成和芯片认证,强PUF是其中一种重要的分类,强PUF具有极大的CRP空间,适用于设备实体的安全认证。经典的以仲裁... 物理不可克隆函数(PUF),是一种新型硬件安全原语,可以用FPGA和ASIC实现,避免芯片被过度制造和非法克隆。PUF可以用于安全密钥生成和芯片认证,强PUF是其中一种重要的分类,强PUF具有极大的CRP空间,适用于设备实体的安全认证。经典的以仲裁器PUF为代表的强PUF设计面积开销大,唯一性不够理想,难以在一些资源集约的场景,如嵌入式系统和物联网(IoT)设备中应用。为了减小硬件开销,提出了一种新型轻量级强PUF设计,该设计利用线性反馈移位寄存器对弱PUF的输出响应进行混淆以获得大量的输出响应,结构简单,易于实现。在28 nm的FPGA上实现并评估了该PUF设计。实验结果表明,该PUF的随机性为49.8%,唯一性为50.25%,硬件开销很小。 展开更多
关键词 硬件安全 物理不可克隆函数 线性反馈移位寄存器 FPGA 轻量级
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线性反馈移位寄存器的差分能量攻击 被引量:8
3
作者 臧玉亮 韩文报 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期2406-2410,共5页
能否有效去除算法噪声的影响,直接关系到能量攻击成败。该文以线性反馈移位寄存器(LFSR)相邻两个时钟周期的能量消耗差异为出发点,提出了一种新的差分能量攻击算法。它从根本上去除了密码算法噪声在攻击过程中带来的影响。由于该算法随... 能否有效去除算法噪声的影响,直接关系到能量攻击成败。该文以线性反馈移位寄存器(LFSR)相邻两个时钟周期的能量消耗差异为出发点,提出了一种新的差分能量攻击算法。它从根本上去除了密码算法噪声在攻击过程中带来的影响。由于该算法随机选择初始向量(initialization vector),从而使攻击者能够容易地将其推广到具有类似结构的流密码体制。为了进一步验证攻击算法的有效性,该文利用软件仿真的方法对DECIM进行了模拟攻击。仿真结果表明,该攻击算法能够有效降低LFSR的密钥搜索的复杂度。 展开更多
关键词 流密码 差分能量攻击 线性反馈移位寄存器 DECIM 复杂度
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非线性反馈移位寄存器串联分解唯一性探讨 被引量:4
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作者 王中孝 戚文峰 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1656-1660,共5页
非线性反馈移位寄存器(NFSR)是目前序列密码研究的热点问题之一。假定一个NFSR可以分解为更低级数NFSR的串联,该文讨论此分解是否唯一的问题。首先,对线性反馈移位寄存器(LFSR)而言,其串联分解等价于二元有限域2F上单变元多项式的分解,... 非线性反馈移位寄存器(NFSR)是目前序列密码研究的热点问题之一。假定一个NFSR可以分解为更低级数NFSR的串联,该文讨论此分解是否唯一的问题。首先,对线性反馈移位寄存器(LFSR)而言,其串联分解等价于二元有限域2F上单变元多项式的分解,因而是唯一的。其次,针对给定NFSR可以分解为更低级数NFSR到LFSR串联的情形,该文给出了此NFSR具有这样分解的一个充分必要条件,并据此指出所有这样分解中级数最大的LFSR是唯一的。该文的最后构造了一类反例,此类反例表明对一般情形而言,NFSR的串联分解并不唯一。 展开更多
关键词 流密码 线性反馈移位寄存器 线性反馈移位寄存器的串联 分解唯一性
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线性反馈移位寄存器的改进算法及其电路实现 被引量:8
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作者 崔嵬 李承恕 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期69-72,共4页
提出并用电路实现了一种改进的线性反馈移位寄存器(LFSR)算法.改进的算法克服了传统线性反馈移位寄存器产生随机数的速度受字长制约的限制,其电路结构能够快速地产生任意字长的伪随机序列.用现场可编程门阵列(FPGA)实现该结构的结果表明... 提出并用电路实现了一种改进的线性反馈移位寄存器(LFSR)算法.改进的算法克服了传统线性反馈移位寄存器产生随机数的速度受字长制约的限制,其电路结构能够快速地产生任意字长的伪随机序列.用现场可编程门阵列(FPGA)实现该结构的结果表明,改进的LFSR算法能极大地提高数据吞吐率,采用改进结构合成的随机序列统计特性好. 展开更多
关键词 微电子学 线性反馈移位寄存器 现场可编程门阵列 吞吐率 统计检验
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非线性反馈移位寄存器序列子簇的研究进展 被引量:2
6
作者 田甜 戚文峰 《密码学报》 2014年第1期72-82,共11页
随着近十年国际序列密码设计思想的转变,非线性反馈移位寄存器逐渐成为用于序列密码算法的重要的序列源生成器,因此对非线性反馈移位寄存器序列的密码性质的研究受到很多关注.一个非线性反馈移位寄存器的输出序列包含子簇是一种退化现象... 随着近十年国际序列密码设计思想的转变,非线性反馈移位寄存器逐渐成为用于序列密码算法的重要的序列源生成器,因此对非线性反馈移位寄存器序列的密码性质的研究受到很多关注.一个非线性反馈移位寄存器的输出序列包含子簇是一种退化现象,它表明一个n级非线性反馈移位寄存器的输出序列并非都是真正的n阶递归序列,而是满足低于n阶的递归关系,甚至低于n阶的线性递归关系.本文系统总结了关于非线性反馈移位寄存器序列子簇的研究结果. 展开更多
关键词 序列密码 线性反馈移位寄存器 子簇
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可重构线性反馈移位寄存器设计 被引量:1
7
作者 杭德全 朱琳 王志远 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2009年第B06期396-398,共3页
线性反馈移位寄存器是序列密码的重要组成部分,介绍了一种可重构线性反馈移位寄存器的设计。根据需要,它可以被配置成为GF(2),GF(28),GF(216)或GF(232)域上一定长度范围内的任意一个线性反馈移位寄存器。该可重构线性反馈移位寄存器原... 线性反馈移位寄存器是序列密码的重要组成部分,介绍了一种可重构线性反馈移位寄存器的设计。根据需要,它可以被配置成为GF(2),GF(28),GF(216)或GF(232)域上一定长度范围内的任意一个线性反馈移位寄存器。该可重构线性反馈移位寄存器原型已在Altera公司的EP2S60F1020C5FPGA上实现,最高可工作在100MHz时钟下。试验结果表明:该可重构线性反馈移位寄存器占用硬件资源少,性能稳定。 展开更多
关键词 序列密码 可重构 线性反馈移位寄存器 配置
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双线性反馈移位寄存器的数字图像加密 被引量:1
8
作者 曾旭 司马宇 《激光杂志》 北大核心 2016年第10期82-84,共3页
信息安全已成为数字图像领域的一个研究重点,针对传统算法无法适应数字图像加密要求的局限性,提出一种双线性反馈移位寄存器的数字图像加密算法。首先对传统反馈移位寄存器进行分析,指出了其不足,然后利用混沌系统的随机性、非线性优点... 信息安全已成为数字图像领域的一个研究重点,针对传统算法无法适应数字图像加密要求的局限性,提出一种双线性反馈移位寄存器的数字图像加密算法。首先对传统反馈移位寄存器进行分析,指出了其不足,然后利用混沌系统的随机性、非线性优点,设计了一种双线性反馈移位寄存器,最后将双线性反馈移位寄存器应用于数字图像的加密,并对算法安全性进行了分析。结果表明,本文算法大大提高了数字图像的安全性,而且解密效果良好。 展开更多
关键词 数字图像 加密算法 信息安全 线性反馈 移位寄存器
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基于Galois线性反馈移位寄存器的随机数产生 被引量:1
9
作者 谷晓忱 张民选 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2011年第5期44-47,共4页
随着FPGA计算能力的不断提高,使用FPGA进行计算加速的研究越来越多。在这些加速对象中,有许多应用都需要使用到随机数生成器。本文应用Leap Forward方法,提出了一种基于Galois类型线性反馈移位寄存器产生随机数的硬件结构。详细分析了... 随着FPGA计算能力的不断提高,使用FPGA进行计算加速的研究越来越多。在这些加速对象中,有许多应用都需要使用到随机数生成器。本文应用Leap Forward方法,提出了一种基于Galois类型线性反馈移位寄存器产生随机数的硬件结构。详细分析了该硬件结构中转换矩阵的特征,给出了提高工作速度和减小硬件面积的方法。应用该硬件结构,本文在Xilinx Vertex 6 FPGA上设计实现了16位输出的随机数产生器。实验结果显示,该随机数产生器仅使用了6个slices资源,工作速度可以达到951MHz,产生随机数的吞吐率可以达到15.2Gbps。文中使用K-S方法对所产生随机数的质量进行了检测,并给出了所产生的105个随机数的CDF曲线与理论CDF的比对结果。 展开更多
关键词 线性反馈移位寄存器 FPGA 随机数
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基于三维线性反馈移位寄存器的三维堆叠集成电路可重构测试方案
10
作者 陈田 鲁建勇 +2 位作者 刘军 梁华国 鲁迎春 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第3期949-955,共7页
三维堆叠集成电路(3D SIC)结构复杂,相较于二维集成电路(2D IC),设计有效的测试结构以降低测试成本更加困难。为降低3D SIC的测试成本,提出一种基于线性反馈移位寄存器(LFSR)的能够有效适应3D SIC不同测试阶段的三维LFSR(3D-LFSR)测试... 三维堆叠集成电路(3D SIC)结构复杂,相较于二维集成电路(2D IC),设计有效的测试结构以降低测试成本更加困难。为降低3D SIC的测试成本,提出一种基于线性反馈移位寄存器(LFSR)的能够有效适应3D SIC不同测试阶段的三维LFSR(3D-LFSR)测试结构。3D-LFSR结构能够在堆叠前独立进行测试;在堆叠后,复用堆叠前的测试结构,并重构为一个适合当前待测电路的测试结构,且重构后的测试结构能进一步降低测试成本。基于3D-LFSR结构,设计了测试数据处理方法和测试流程,并采用混合测试模式以降低测试时间。实验结果表明,相较于双LFSR结构,3D-LFSR结构的平均功耗降低了40.19%,平均面积开销降低了21.31%,测试数据压缩率提升了5.22个百分点;相较于串行测试模式,采用混合测试模式的平均测试时间减少了20.49%。 展开更多
关键词 三维堆叠集成电路 线性反馈移位寄存器 可测试性设计 可重构测试 测试成本
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本原多项式与基于字的线性反馈寄存器 被引量:1
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作者 曾光 杨阳 +1 位作者 韩文报 范淑琴 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第S2期111-116,共6页
通过大量实验数据提出了有限域上本原σ-线性反馈移位寄存器(σ-LFSR)的个数猜想,利用给出的3种本原σ-LFSR的判别方法,证明了该猜想在3种情况下的正确性。该猜想是有限域上本原LFSR个数的推广,同时也是有限域上本原多项式的计数推广,... 通过大量实验数据提出了有限域上本原σ-线性反馈移位寄存器(σ-LFSR)的个数猜想,利用给出的3种本原σ-LFSR的判别方法,证明了该猜想在3种情况下的正确性。该猜想是有限域上本原LFSR个数的推广,同时也是有限域上本原多项式的计数推广,为寻找本原σ-LFSR奠定了基础。 展开更多
关键词 密码学 流密码 σ-线性反馈移位寄存器 本原多项式 一般线性
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一种抵抗能量攻击的线性反馈移位寄存器 被引量:5
12
作者 赵永斌 胡予濮 贾艳艳 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期172-179,200,共9页
通过分析延迟序列和初始状态之间的关系,给出了能够完全抵抗能量攻击所需触发器数目的下界;提出了一种抵抗能量攻击的流密码线性反馈移位寄存器(LFSR)的设计方案.在抵抗LFSR能量攻击时,附加触发器的个数最多为5个,大大减少了LFSR的附加... 通过分析延迟序列和初始状态之间的关系,给出了能够完全抵抗能量攻击所需触发器数目的下界;提出了一种抵抗能量攻击的流密码线性反馈移位寄存器(LFSR)的设计方案.在抵抗LFSR能量攻击时,附加触发器的个数最多为5个,大大减少了LFSR的附加功耗. 展开更多
关键词 密码学 流密码 能量攻击 线性反馈移位寄存器 触发器 布尔函数
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基于线性反馈移位寄存器和组合猫映射的伪随机序列生成方法 被引量:7
13
作者 肖旭韬 张雪锋 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2013年第1期161-164,共4页
分析了线性反馈移位寄存器(LFSR)和猫映射的基本结构,给出了一种基于LFSR与猫映射的伪随机序列生成方法。该方法根据LFSR的计算结果产生相应的选择函数,通过选择函数确定当前迭代计算中猫映射的系数矩阵;应用选定的系数矩阵进行迭代计... 分析了线性反馈移位寄存器(LFSR)和猫映射的基本结构,给出了一种基于LFSR与猫映射的伪随机序列生成方法。该方法根据LFSR的计算结果产生相应的选择函数,通过选择函数确定当前迭代计算中猫映射的系数矩阵;应用选定的系数矩阵进行迭代计算产生相应的混沌序列,将其二值化后作为反馈值与LFSR的反馈值进行异或运算,运算结果作为LFSR的最终反馈值,实现对LFSR生成序列的随机扰动。通过实验对生成序列的性能进行了分析,结果表明,产生的混沌序列具有良好的随机性和安全性。 展开更多
关键词 线性反馈移位寄存器 猫映射 伪随机序列 混沌 随机性
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线性反馈移位寄存器在射频识别技术中的应用
14
作者 邹晨祎 郑正奇 李甫成 《华东师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期94-98,共5页
给出了一种将线性反馈移位寄存器应用于射频识别系统中的设想.由于线性序列的伪随机性特点,这种将线性反馈移位寄存器应用于射频识别系统中的技术大大提高了系统的效率和保密性;移位寄存器和电可擦除随机存储器(EEPROM)作为控制单元,提... 给出了一种将线性反馈移位寄存器应用于射频识别系统中的设想.由于线性序列的伪随机性特点,这种将线性反馈移位寄存器应用于射频识别系统中的技术大大提高了系统的效率和保密性;移位寄存器和电可擦除随机存储器(EEPROM)作为控制单元,提高了系统的响应速度;以铁电存储器(FRAM)作为存储单元,降低了读写的响应时间和系统功耗. 展开更多
关键词 线性反馈移位寄存器 射频识别技术 应答器 读卡器
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快速寻找非线性反馈移位寄存器的编程算法
15
作者 叶炜晨 陈克非 《计算机科学与探索》 CSCD 2014年第1期28-39,共12页
在流密码中,非线性反馈移位寄存器(non-linear feedback shift register,NLFSR)是一种常用的安全性较高的伪随机序列生成器。目前仍然没有一种普遍有效的数学算法,能够根据给定的序列或者序列周期,直接推导出NLFSR。提出了一种快速寻找N... 在流密码中,非线性反馈移位寄存器(non-linear feedback shift register,NLFSR)是一种常用的安全性较高的伪随机序列生成器。目前仍然没有一种普遍有效的数学算法,能够根据给定的序列或者序列周期,直接推导出NLFSR。提出了一种快速寻找NLFSR的编程算法。该算法基于统一计算架构(compute unified device architecture,CUDA)和并行计算来实现,计算速度快,尤其适用于处理高次数的复杂NLFSR。并且该算法可以快速大规模地计算出NLFSR,为未来研究寻找NLFSR的数学算法提供了大量的实验数据。 展开更多
关键词 并行计算 伪随机序列 统一计算架构(CUDA) 线性反馈移位寄存器(NLFSR)
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本原σ-LFSR序列的线性复杂度研究 被引量:1
16
作者 刘向辉 曾光 韩文报 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期2897-2900,共4页
线性复杂度是衡量密钥流序列安全性的重要参数。该文考察了有限域上n级本原σ-LFSR序列的线性复杂度性质。首先得到了它的上下界并证明了界是紧致的,然后利用序列的根表示给出了计算本原σ-LFSR序列线性复杂度的方法。
关键词 序列密码 本原σ-线性反馈移位寄存器 线性复杂度 根表示
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非线性反馈移存器型序列密码的完全性通用算法 被引量:2
17
作者 李俊志 关杰 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期2075-2080,共6页
非线性反馈移存器型序列密码被使用于智能卡、射频识别标签(RFID)和无线传感器等硬件资源受限设备的信息加密中,其典型代表为Trivium算法、Grain v1算法和Mickey算法,然而现有的完全性算法在应用于此类序列密码时存在分析轮数较少及对... 非线性反馈移存器型序列密码被使用于智能卡、射频识别标签(RFID)和无线传感器等硬件资源受限设备的信息加密中,其典型代表为Trivium算法、Grain v1算法和Mickey算法,然而现有的完全性算法在应用于此类序列密码时存在分析轮数较少及对依赖关系区分不清楚等问题.本文提出了一种考察此类序列密码完全性的通用算法,将算法内部状态表示成线性集合和非线性集合,将序列密码每轮更新转化为集合的运算,通过迭代计算可给出算法达到非线性完全性所需轮数的下界,克服了现有完全性算法的不足.应用此通用算法给出Trivium算法更优的1比特差分区分器并完成对Trivium-B算法的实时攻击.本方法可为此类序列密码的设计提供一定的理论依据. 展开更多
关键词 序列密码 线性反馈移位寄存器 安全性指标 完全性 Trivium 区分攻击 分别征服攻击
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基于多输入特征寄存器的哈希方法
18
作者 高树静 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第21期95-97,共3页
无源器件的能量和计算资源有限。针对这种器件的安全认证需求,提出了一种新的哈希方法M-hash。该方法基于低复杂性的并行输入LFSR,即多输入特征分析寄存器(MISR),采用并行压缩方法,具有硬件复杂性低、速度快等特点。理论分析和具体硬件... 无源器件的能量和计算资源有限。针对这种器件的安全认证需求,提出了一种新的哈希方法M-hash。该方法基于低复杂性的并行输入LFSR,即多输入特征分析寄存器(MISR),采用并行压缩方法,具有硬件复杂性低、速度快等特点。理论分析和具体硬件实现表明,M-hash在硬件复杂性、压缩速度和安全性等方面均优于另外一种基于LFSR的Toeplitz哈希方法。 展开更多
关键词 哈希方法 多输入特征分析寄存器 M-hash 并行压缩 Toeplitz哈希 线性反馈移位寄存器
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基于寄存器串联的de Bruijn序列构造 被引量:2
19
作者 赵肖鑫 戚文峰 《密码学报》 CSCD 2015年第3期245-257,共13页
采用非线性反馈移位寄存器(NFSR)序列代替线性反馈移位寄存器(LFSR)序列作为驱动序列逐渐成为序列密码设计的主流趋势,因此NFSR也成为当前序列密码研究领域的一个热门课题.虽然研究历史已经有半个多世纪之久,但NFSR的研究成果依然相对匮... 采用非线性反馈移位寄存器(NFSR)序列代替线性反馈移位寄存器(LFSR)序列作为驱动序列逐渐成为序列密码设计的主流趋势,因此NFSR也成为当前序列密码研究领域的一个热门课题.虽然研究历史已经有半个多世纪之久,但NFSR的研究成果依然相对匮乏,诸如圈结构等基本的密码性质尚不清楚.其中,如何构造大周期、密码性质良好的NFSR序列是序列密码设计者最关注的问题之一.极大周期NFSR序列,也称de Bruijn序列,具有良好的伪随机性质,而其构造问题一直是研究的热点.本文利用一类反馈移位寄存器串联结构,将生成k级de Bruijn序列的NFSR串联至生成n级m-序列的LFSR中,给出了构造(k+n)级de Bruijn序列的方法.此类串联结构共有两条平移不等价的输出序列,文章给出了其中周期较小的输出序列的求取算法,并分析了这条序列上共轭状态的判断与选取,进而通过一次并圈得到de Bruijn序列.文章进一步分析了对于给定的(k+n),令k尽量小,则可以有效降低利用此法构造所需要的复杂度. 展开更多
关键词 线性反馈移位寄存器 DE Bruijn序列 M-序列 串联
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σ-LFSR序列极小多项式性质研究 被引量:2
20
作者 曾光 杨阳 +1 位作者 韩文报 范淑琴 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期737-741,共5页
σ-线性反馈移位寄存器(σ-LFSR)是基于字设计的,在安全性和效率上达到较好折衷的一种反馈移位寄存器。σ-LFSR输出序列的特征多项式为有限域上的矩阵多项式。该文利用有限域上矩阵多项式环的代数结构,给出了σ-LFSR输出序列极小多项式... σ-线性反馈移位寄存器(σ-LFSR)是基于字设计的,在安全性和效率上达到较好折衷的一种反馈移位寄存器。σ-LFSR输出序列的特征多项式为有限域上的矩阵多项式。该文利用有限域上矩阵多项式环的代数结构,给出了σ-LFSR输出序列极小多项式唯一的充分必要条件。 展开更多
关键词 流密码 σ-线性反馈移位寄存器 极小多项式 矩阵多项式
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