CN100340081C - 伪随机序列发生器及相关方法 - Google Patents

Abstract

一种用于产生伪随机数序列的方法和相关设备。确定用于所选的风车式多项式的风车式发生器(100)的兼容配置，使用面向字的存储元件(104)来实施风车式发生器(100)。在存储元件(104)中存储的字被有选择地输出，以组成伪随机数序列的部分。

Description

伪随机序列发生器及相关方法

本发明申请是一个分案申请，其原申请的国际申请日为1999年2月9日、申请号为99805778.9，并且原申请的发明创造名称为“伪随机序列发生器及有关的方法”。

技术领域

本发明一般涉及例如在加密过程中使用的伪随机数序列的产生。更具体而言，本发明涉及伪随机数序列发生器和有关的方法，用于产生与利用选择的风车式(Windmill)多项式产生的序列相对应的伪随机数序列。本发明进一步涉及用于确定基于风车式多项式的伪随机序列发生器的不同配置之间的兼容性的方式。

将面向字的存储元件用于存储组成伪随机数序列的字。将存储字的大小这样地选取，使得在逐次迭代运算期间由风车式发生器产生的序列部分的大小规模，如希望的话，可很容易地被增加，从而便于以增长的速率产生同样的伪随机数序列，相应于可选择的兼容的风车式发生器结构。

通过本发明一种实施方案的操作产生的伪随机数序列便于作为对在无线电链路例如在蜂窝通信系统的移动终端和无线电基站之间组成的无线电链路上通信的数据加密的系统的部件来使用。通过本系统的一种实施方案的操作产生的伪随机数序列也便于使用在扩谱(例如，码分多址)通信中，在自动测距系统中，在话音信号压缩方法中，和在雷达系统中。

背景技术

一种通信系统能够通过通信信道方法在发送站和接收站之间传送信息。在有线通信系统中，通信信道是由发送和接收站之间的固定连接组成的，而在无线电通信系统中，通信信道组成电磁频谱的一部分。因为组成一个无线电通信系统的发送和接收站之间的通信信道不需要固定的连接，故当在发送和接收站之间的固定连接不切实际是，进行通信是可能的。

数字通信系统是一种通信系统、在其中由发送站传送到接收站的信息是被数字化的。数字通信系统既可在有线通信系统中实施也可在无线电通信系统中实现。数字通信系统允许更有效的利用在发送和接收站之间延伸的通信信道，从而允许增加通信系统的通信容量超过常规的，模拟通信系统。

在发送和接收站之间的通信有时希望是私人性质的。这就是说，发送和接收通信信号的各方只指望发送和接收方才能访问通信信号的信息内容。尤其是当通信信道是无线电通信系统的无线电通信信道时，在发送和接收站之间的通信的隐私成为问题。因为无线电信道原本是公共性质的，在无线电通信信道上发送的通信信号可被通信信号范围内并调谐到该无线电信道的接收站检测到。例如，一个非授权方能够将无线电接收机调谐到发送通信信号的无线电信道的频率上，从而接收该通信信号。在非授权方获得到有线通信信道的入口的情况下，在有线通信系统中也涉及类似的安全问题。

一种改进通信系统中通信安全的方法是将信息加密，使通信信号成为加密形式。如果只有授权方能将加密的通信信号解密，非授权方不可能辨别在通信信道上发送的通信信号的信息内容。从而使通信隐私较好地得到保证。

数字信息信号尤其适用于加密方法。数字信息信号由位序列组成，如果希望的话，可在发送站在通信信道上发送以前将信息信号的每一位编码为加密形式。一个非授权方，没有信息信号被加密所用方法的知识是不可能对接收信号解密以恢复所发送信号的信息内容的。只有能够对加密信号解密的接收站才能够恢复接收信号的信息内容。

将各种方法用于对数字信息信号加密。例如在蜂窝通信中所用的一种典型的加密方案利用一种这样的加密方法，其中将信息信号的数字化位与由伪随机序列发生器产生的伪随机序列组合。在一种对称加密技术中，伪随机序列发生器能够与对于发送站和授权接收站来说是已知的密钥使用。该密钥用于在授权接收站对在此接收到的加密信号解密，从而恢复所发送信号的信息内容。

伪随机数序列有时通过风车式多项式的计算得到。将用这种方式组成的伪随机数序列，无论硬件或软件实施的结构，有时称为风车式发生器。由风车式发生器产生的输出位组成伪随机数序列，将其特别用于对信息信号加密。风车式发生器直接与所选的，在某个有限域GF(q)上的本原多项式有关。当q＝2时，将有限域GF(q)称为二元状态，在数字通信中特别重要。由于对多项式的许多约束，可以导出风车式发生器的本原多项式的数目是有限的。特别是在二元状态的情况下，为了使产生输出所需的处理运算为最少，当要求多项式只呈现少量非零系数时，可用于组成风车式多项式的合适的多项式数目是有限的。一个多项式非零系数的数目被称为该多项式的权(weight)。

列举本原多项式的表是存在的，例如，对于GF(2)的二元状态，带有三或五个非零系数和直到5000次的本原多项式。

由权＝3的二元风车式多项式产生的输出，在此有时称为“n元组”，的随机性一般是差的，所以为了增加输出的随机性，需要高权的多项式。但这种改进的随机性是以增加处理需要为代价的。现有的表不可能始终用于选择对导出伪随机数序列合适的风车式多项式，因为这些现有的表并不一定示出所有带有所选的，例如，三或五个非零系数的风车式多项式。尤其是当将伪随机数序列用于加密过程时，在有限域GF(2)上所选次数(degree)的所有风车式多项式的知识是有价值的。但得出这些知识的方法还没有可用的。通常，代替的是执行一种搜索过程，包括一种对本原性的测试，例如Knuth Allanen试验。

取自通常的风车式发生器的叶片(vane)是由发生器组成的输出，也就是n元组的位规模的决定因素。因为随着以增加的处理速度的处理设备的相继产生使处理能力得到改进，具有较多数量叶片的通常的风车式发生器越来越成为切实可行。具有增加叶片数目的风车式发生器能够产生较大位规模的输出。因此，伪随机数序列可被更快地产生。

当一种风车式发生器的配置与另一种配置的风车式发生器兼容时，每种配置的发生器产生相同的伪随机数序列。通常这样的兼容性是需要的，使得使用不同配置的风车式发生器的设备和方法都能运行以产生相同的结果。

然而，没有现成的方法能简单地确定不同配置风车式发生器的兼容性。通常，分离的配置之间的兼容性只可能通过将一种配置的一个初始状态映象到另一种配置的初始状态来实现。但这样的映象需要执行大量的运算。然而，特殊的风车式多项式允许在配置之间非常简单的转换。

因此，提供一种确定可替代配置的风车式发生器兼容性的方法是有利的，利用这些发生器产生一个公用伪随机数序列。

提供一种简化结构的风车式发生器并能产生伪随机数序列，相应于一种所选的风车式多项式但能按需要简单的转换为可替代的配置，这也是有利的。

这是依据涉及产生伪随机数序列并包含本发明的重大改进的本背景信息提出的。

发明内容

因此，本发明有益地提供一种方法，用于确定风车式发生器的可替代配置的兼容性，利用这些发生器产生一种公用伪随机数序列。

因而，本发明进一步有益地提供一种简化结构的风车式发生器，能够产生对应于选择的风车式多项式的伪随机数序列，能按需要简单地转换为可替代的配置。

当被初始化为具有选择的初始状态时，识别风车式发生器的配置，产生形成相同伪随机数序列的n元组(n-tuple)。被识别的配置相互具有简单的关系，也就是说，只通过以所选的关系复制初始状态值导致运用不同配置产生相同的伪随机数序列来识别配置。这样的复制方法在状态空间的维数(也就是产生多项式的次数方面)具有一次(linear)复杂性，而不具有通常将一种初始状态映象到等效的另一种状态所需的二次(quadratic)复杂性。

在一种实施方案中，将由本发明一种实施方案的风车式发生器产生的伪随机数序列用作一个分部件，将由发送站发送到接收站的信息加密。在一种示范性的实施方案中，通信系统构成一种蜂窝通信系统，将在蜂窝通信系统的移动终端和网络基础设施之间要传送的信息通过使用由风车式发生器产生的伪随机数进行加密。对接收到的加密信号的解密也类似地利用由风车式发生器产生的伪随机数序列来实现，从而将加密信号解密。

在本发明的另一方面中，提供一种有效的方法，用于在特定的最大长度序列和全长度序列中有效地产生相继的伪随机噪声序列的方框。由于使用用于组成伪随机数的面向字的存储器实施方案，很快地产生这些序列，而没有显著的计算要求。并且，通过正确选择存储字大小，实现风车式发生器的可替代配置，以允许伪随机数序列具有向上和向下的兼容性。

在这些和其他的方面中，一种方法和有关的设备产生伪随机噪声序列。一组存储元件被组成，其中该组的每个存储元件存储所选的字方案的存储字。每个存储元件被利用初始状态值进行初始化。用于对每个存储元件进行初始化的初始状态值形成存储在其中的存储字。存储在至少一个存储元件中的至少一个存储字被选来组成输出序列。该输出序列组成伪随机噪声序列的一部分。至少一个新的存储字被选来存储在存储元件组的至少一个存储元件中。该新的存储字由存储在存储元件组的存储元件中所选的存储字的组合来组成。至少一个新的存储字在数量方面与被选来组成输出序列的存储字的数目相对应。

具体地，根据本发明的第一方面，提供一种使用风车式发生器产生伪随机噪声序列的方法，所述的方法包括以下步骤：

组成面向字的存储器，该存储器包括一组存储元件，该组中的每个存储元件用于在其中存储具有选择字长的存储字；

利用初始状态值初始化在所述的组成步骤期间组成的每个存储元件，用于初始化每个存储元件的初始状态值组成存储于其中的存储字；

选择在面向字的存储器中存储的多个存储字，以便在风车式发生器工作的每次迭代期间组成所述伪随机噪声序列的一部分；和

选择将存储在面向字的存储器中的多个新存储字，所述新存储字均由存储在存储元件组的存储元件中的存储字的组合来组成，所述多个新存储字与在选择多个存储字的所述步骤中选择的多个存储字相对应，其中选择在所述组成步骤期间组成的每个存储元件上存储的每个存储字的选择字长，以使得在选择多个存储字的步骤期间选择的多个存储字之中的每一个存储字包括单个存储字的至少一倍，和其中选择字长的至少一倍组成使得具有不同数目叶片的两个不同的风车式发生器能产生相同的伪随机噪声序列的兼容字长(compatible wordlength)。

根据本发明的第二方面，提供一种用于为选择的风车式多项式确定风车式多项式发生器的兼容替代配置的方法，其中利用风车式多项式发生器来生成公用伪随机序列，利用风车式多项式次数和风车式多项式权来标识所选择的风车式多项式，其中风车式多项式权包括选择的风车式多项式的非零系数的数量，所述的方法包括以下步骤：

按照第一多项式部分和第二多项式部分来表征选择的风车式多项式，第一多项式部分具有第一多项式部分次数，其中第一多项式部分次数对应于所选择的风车式多项式的风车式多项式次数；

确定第二多项式部分的表征，所述的表征当与第一多项式部分相加在一起时组成所选择的风车式多项式，每个表征标识风车式发生器的单独配置；

确定第二多项式部分的每个表征是否满足选择准则，从包括以下等式的组中选择所述的选择准则：

1＝L mod v；和

v-1＝L mod v；

其中

L是所选择的风车式多项式的次数；和

v是与第二多项式部分相关的设计指数；和

如果风车式发生器的表征满足选择准则，则将风车式发生器的表征标识为兼容替代配置。

根据本发明的第三方面，提供一种用于产生伪随机噪声序列的伪随机噪声风车式发生器，所述的伪随机噪声风车式发生器包括：面向字的存储器，所述面向字的存储器包括一组存储元件，所述组的每个存储元件用于在其中存储具有选择字长的选择的存储字；

初始化仪，用于利用初始状态值来初始化所述组的每个存储元件，用于初始化每个存储元件的初始状态值组成存储于其中的存储字；

输出序列选择器，用于选择在面向字的存储器中存储的多个存储字，以便在所述风车式发生器工作的每次迭代期间组成所述伪随机噪声序列的一部分；和

新存储字选择器，用于选择将存储在面向字的存储器中的多个新存储字，所述新存储字之中的每个新存储字由存储在存储元件组的存储元件中的存储字的选择组合来组成，所述多个新存储字与选择来组成所述伪随机噪声序列部分的多个存储字相对应，其中选择存储在每个存储元件上的每个存储字的选择字长，以使得由输出序列选择器选择的多个存储字之中的每一个存储字包括单个存储字的至少一倍，和其中选择字长的至少一倍组成使得具有不同数目叶片的两个不同的风车式发生器能产生相同的伪随机噪声序列的兼容字长。

根据本发明的第四方面，提供一种用于为选择的风车式多项式确定风车式多项式发生器的兼容替代配置的设备，其中利用风车式多项式发生器来生成公用伪随机序列，所选择的风车式多项式利用风车式多项式次数和风车式多项式权来标识，其中风车式多项式权包括选择的风车式多项式的非零系数的数量，所述的设备包括：

被耦合来接收选择的风车式多项式的指示的表征器，所述的表征器用于按照第一多项式部分和第二多项式部分来表征选择的风车式多项式，第一多项式部分具有第一多项式部分次数，其中第一多项式部分次数对应于所选择的风车式多项式的风车式多项式次数；

被耦合来接收由所述的表征器组成的表征的指示的确定器，所述的确定器用于确定第二多项式部分的表征，所述的表征当与第一多项式部分相加在一起时组成所选择的风车式多项式，每个表征标识风车式发生器的单独配置，并且所述的确定器用于确定第二多项式部分的每个表征是否满足选择准则，从包括以下等式的组中选择所述的选择准则：

1＝L mod v；和

v-1＝L mod v；

其中

L是所选择的风车式多项式的次数；和

v是与第二多项式部分相关的设计指数；和

可用于对所述的确定器作出响应的标识器，所述的标识器用于在风车式发生器的表征满足选择准则时将风车式发生器的表征标识为兼容替代配置。

从以下简要概述的附图、以下本发明目前最佳实施方案的详述以及所附的权利要求书可获得对本发明及其范畴的更全面的了解。

附图说明

图1示出一种能够产生三元组作为输出的第一配置风车式发生器的功能性方框图。

图2示出列举图1中所示的风车式发生器的延时部件上的值，和在风车式发生器逐次迭代运算形成的三元组输出的表。

图3示出一种能够产生六元组作为输出的第二配置风车式发生器的功能性方框图。

图4示出列举图3中所示的风车式发生器的延时部件上的值和在风车式发生器逐次迭代运算形成的六元组输出的表。

图5示出用于配置图1和3中所示的风车式发生器的初始状态值和之间的映象，由此可使两种配置产生相同伪随机数输出序列。

图6示出在两种分离的方式中确定的输出末端元组。

图7示出一张表，示出最高127阶的风车式多项式和在本发明的一种实施方案运算期间算得的v的可行值。

图8示出一种方法的流程图，列出确定图7中所示的可行值的方法步骤。

图9示出本发明一种实施方案的风车式发生器的功能性方框图。

图10示出图9中所示的风车式发生器运行期间存储字的映象。

图11示出在图9中所示的风车式发生器运行期间组成新输入字的方法。

图12示出本发明的另一种实施方案的风车式发生器的功能性方框图。

图13示出本发明的另一种实施方案的另一种风车式发生器的功能性方框图。

具体实施方式

首先参考图1，一种示范性风车式发生器，通常用10表示，被示出，由多个延时部件12组成并被分割为v个叶片组。在此，每个叶片的叶片长度L_i，每个叶片v包括连到相加部件16输入端的反馈回路14。最右边的(如叶片v所示)被在反馈回路18中进一步连到最左边的叶片v。

抽头22被从每个叶片v取得并提供给执行置换的置换部件，在此根据由抽头22提供的序列执行恒等置换。由置换部件24形成的输出序列组成在线26上产生的输出末端元组，在此用S_3j，S_3j+1，S_3j+2表示。

每个叶片v的长度L被标记为L_i，其中i＝0，1，...，v-1。长度L₀到L_v-1的组由一个已知的公式确定。当L＝L₀+L₁+...L_v-1满足以下等式时有特殊意义：

L＝1 mod v(也就是L被v除的余数为1)或

L＝(v-1)mod v

依据第一个上述的等式，由置换部件24执行的置换可被选为恒等置换，也就是0，1，...v-1映象到0，1，...，v-1在这样的情况下，长度L_i被下式包含：

L₀＝...L_v-2＝(L-1)/v，L_v-1＝1+(L-1)/v

在每第(L-1)/v个延时部件12以后取出输出抽头22。

关于第二个上述的等式，置换可被选为“逆序”，也就是0，1，...，v-1映象到v-1，v-2，...，1，0。在这些情况下，长度L由下式确定：

L₀＝...＝L_v-2＝(L+1)/v，L_v-1＝1+(L+1)/v

在每第P个延时部件12以后放上从每个叶片v取出的输出抽头22，其中P是一个数字，取决于最大可能兼容的v值。如果在用v构成的风车式发生器10的初始状态和用v′构成的风车式发生器10的初始状态之间存在简单的映象，使得两个风车式发生器10产生相同的输出序列，则两个值v和v′是兼容的。也就是说，由风车式发生器10产生的输出满足等式：

S_j＝f₁S_j-1+f₂S_j-2+f_LS_(j-L)

其中对于某一数n，J＝n，n+1，...，其中+号被添加在有限域GF(2)和f(X)＝1-f₁X^L-...-f_L-1X^L-1-f_LX^L。

图2示出一张表，列出在九个时间间隔j＝0-8上风车式发生器10逐次迭代运算时延时部件12的值。表28最右边(如示)的列列出在线22上由风车式发生器10产生的输出，由于由置换部件24执行的恒等置换，在线26上也输出。

图3示出一种风车式发生器，也由叶片v组成，每个具有延时部件12，反馈回路14，和相加部件16。在最右(如示)叶片v和最左(如示)叶片v之间也构成反馈回路18。再次从叶片v取出抽头22。在此，因为风车式发生器10包括六个叶片v，发生器10包括六个抽头22。执行恒等置换的置换部件24和由此的输出26再次被示出。

图4示出一张表34，包含与表28类似的列举内容，但在此示出图3中所示的六叶片风车式发生器延时部件12的状态值。最右边(如示)的列指明由抽头22引出的值，并也在线26上产生。当按序一起排列时，图1和3中所示并在表28和34上列表显示的风车式发生器10的输出的比较表明它们的共同性。

图1中所示的风车式发生器10的每个叶片v包括相同的反馈连接。同样，图3中所示的风车式发生器10的每个叶片v也包括相同的从风车式多项式f(X)导出的反馈连接。风车式多项式f(X)可用第一多项式部分和第二多项式部分改写，即：

f(X)＝1-f₁X¹...-f_L-1X^L-1-X_L，f_i是GF(q)的元素，

＝b(Xv)-X^L。

当多项式f(X)被用这种方式重新表征时，在叶片v上的反馈由多项式b(X)确定。

在二元的情况下，也就是当有限域是GF(2)时，f(X)可表示为：

f(X)＝1+f₁X¹+...+f_L-1X^L-1+X^L

对于第七次的风车式多项式，即：

f(X)＝X⁷+X⁶+1，

由此实现图1和3中所示的风车式发生器，风车式多项式可被改写如下：

f(X)＝b(X³)+X⁷

其中b(X)＝1+X²。F(X)也可被改写为其他的样子，再次由两个分离的多项式部分组成，例如：

f(X)＝b(X⁶)+X⁷

其中b(X)＝1+X和v＝6

通过适当选择图1和3中所示的风车式发生器中每个延时部件12的初始状态值，可以使分离配置的风车式发生器产生相同的伪随机数序列，该序列是由在各自配置的发生器10的线26上产生的相继的末端元数组成的。当一个次数L的风车式发生器10能按此操作并具有v1叶片或v2叶片，它们满足以上提到的等式之一，也就是，1＝L mod v1＝Lmod v2或v-1＝L mod v1＝L mod v2，初始状态值的简单映象使不同配置能产生相同的伪随机数序列。

图5示出对示范性第七阶风车式多项式的映象。最项部(如示)用作说明初始状态值，用字母a，b，c，d，e，f和图1中所示的风车式发生器10的三个叶片，叶片2，叶片1，和叶片0上的X来表示。图的最底(如示)部示出被映象到图3所示的风车式发生器10的六个叶片v，叶片5，叶片4，叶片3，叶片2，叶片1和叶片0的初始状态值。如图所示的初始状态值的映象使在图1和3中画出的分离配置的风车式发生器10能够，分别产生相同的伪随机数输出序列。

当v1-1＝L mod v1，v2-1＝L mod v2时，对于组成不同配置的风车式发生器的v的兼容值的简单映象可由以下等式确定，其中P，也就是第P个延时部件12，是取决于最大可能兼容的v值的一个数：

P＝(L+1-v_max)/v，

其中v_max是对于一个给定的风车式多项式中v的最大兼容值。

例如，当风车式多项式是第十七次时，也就是f(X)＝X¹⁷+X¹²+1，那末v_max＝6和P＝4。

图6示出对于上面规定的两种情况的输出末端元数。在图的最左边(如示)部分，组成每个叶片中输出抽头的位取自由P指明的列中，而图的最右边(如示)部分示出由于小的v_max的不同值，取自不同列的输出位。

图7示出一张最高第127次的风车式多项式的表，可用于产生二进制三元组的方框。每个三元组代表八个值的整数，使得可由能够导出相同的风车式多项式的风车式发生器产生63个n元组。图7中画出的表进一步示出叶片v的可行值，组成能够产生相同伪随机数序列的不同配置的风车式发生器。

图8示出一种方法，一般用52表示，用以产生对于每个风车式多项式的可行的v值。方法52能够对于一种所选的风车式多项式，确定一个风车式发生器可替代配置的兼容性，利用该发生器产生共同的伪随机数序列。首先，如方框54所指出的那样，所选的风车式多项式是用第一多项式部分和第二多项式部分来表征(characterize)。也就是说，如前所描述的那样，风车式多项式f(X)是用b(X^v)-X^L来表征的，f(X)用于本原性检查。然后，正如由方框56所指出的那样，第二多项式的表征(characterization)，当与第一多项式部分相加在一起时，组成所选的风车多项式。每个第二多项式部分的表征辨别一个分离配置的风车式发生器。也就是选取不同的b(X^v)值。

然后，正如方框58所表明的那样，确定是否每个b(X^v)的表征满足所选的准则。也就是说，所选的准则需要满足或者1＝L mod v或v-1＝Lmod v。

最后，正如方框62所表明的那样，如果表征满足所选的准则，风车式发生器的表征被识别为兼容的可替代的配置。

图9示出本发明的一种实施方案的风车式发生器，一般用100表示。风车式发生器100在功能上等效于图1和3中所示的风车式发生器10，但在此是通过利用面向字的存储器实现的。在此，组成存储元件104栈102。每个存储元件104是所选的字长，栈102是由所选数量，M，的存储元件104组成。

M的值依据以下等式之一确定：

M＝2+(L-1)/v，

M＝1+(L+1)/v.

通过能够执行由初始化仪108，输出序列选择器112，和新存储字选择器114提出的应用程序的处理设备106的操作有选择地对存储元件104的内容起作用，初始化仪108能够用初始状态值的存储字对存储元件初始化。输出序列选择器112能够使被选取的要读出的存储字组成n元组输出序列。并且，新存储字选择器能够在发生器100操作期间选择一个要写到所选的一个或多个存储元件104的新存储字。

图10示出在本发明的一种实施方案操作期间对存储字的映象。一旦存储元件已被通过初始化仪108的操作用初始状态值初始化，存储字被按图中所示的箭头118指明的方式迭代地推移。通过输出序列发生器112的操作，存储字中的一个被从其存储元件中读出并组成末端元组输出。通过新存储字选择器114的操作，由存储在存储元件104中所选的存储元件中部分存储字的所选组合组成的一个新的输入字被写进一个可用的存储元件104。如图所示，存储在存储元件104中的存储字成分的内容被按列映象。通过新存储字选择器114的操作，一个新存储字被写入一个可用的存储元件104。存储字的逐次推移，所选n元组的输出，和新输入字的组成使伪随机数序列能由此组成。由于风车式发生器100的字定向，如果希望增加n元组输出的数目，存储在成倍数的存储元件104中的成倍数的存储字的输出n元组可在发生器100的每个迭代操作期间输出。

图11示出以前在图9和10中示出的存储元件104的栈102，在此用于说明新存储字选择器形成要写入一个可用存储元件的新存储字的值的方法。一旦一个存储字被输出并组成输出n元组，如箭头128和132所指明的那样，取出每个叶片的最后存储元件的值。然后，如箭头134所指明的那样，所组成的行通过一个位置循环地旋转。然后，如箭头136所指明的那样，组成一个包括在内的反馈。如箭头138所指明的那样，所组成的字按列向上推移。

图12指明本发明另一个实施方案的风车式发生器100。在此，再次组成一个存储元件104的栈102。其中，长度M的存储字再次被存储在存储元件中。处理设备106也能执行由初始化器108，输出序列选择器112，和新存储字选择器114提出的应用程序。在此，在发生器100的每个迭代操作期间，不是推移存储字的内容，而是一个新输入字指针，在此用箭头148表示，在组成栈102的M个字中间循环地移动。也就是说，在存储字中循环地重新辨别新输入字的位置。当低功耗是一个重要的运行目标时，重新定位指针148比起通过栈102推移每个存储字消耗较少能量。

图13示出一种实施方案的风车式发生器100，与图12中所示的类似，但其中只使用一个循环地更新的指针148并且对于数据被读出或存储的存储器中字的正确位置的点只有一组偏置。

从而本发明的各种实施方案的操作能够为一个所选的风车式多项式确定兼容配置的风车式发生器。面向字的风车式发生器的实施方案也被提供，在其中只通过在发生器的逐次迭次操作期间逐次读所选存储字，简单地组成伪随机数序列。

以上的描述是用于实施本发明的最佳范例，本发明的范围不应该由本描述所限。本发明的范围由以下的权利要求限定。

Claims (3)

1.一种用于为选择的风车式多项式确定风车式多项式发生器的兼容替代配置的方法，其中利用风车式多项式发生器来生成公用伪随机序列，利用风车式多项式次数和风车式多项式权来标识所选择的风车式多项式，其中风车式多项式权包括选择的风车式多项式的非零系数的数量，所述的方法包括以下步骤：

按照第一多项式部分和第二多项式部分来表征选择的风车式多项式，第一多项式部分具有第一多项式部分次数，其中第一多项式部分次数对应于所选择的风车式多项式的风车式多项式次数；

确定第二多项式部分的表征，所述的表征当与第一多项式部分相加在一起时组成所选择的风车式多项式，每个表征标识风车式发生器的单独配置；

确定第二多项式部分的每个表征是否满足选择准则，从包括以下等式的组中选择所述的选择准则：

1＝L mod v；和

v-1＝L mod v；

其中

L是所选择的风车式多项式的次数；和

v是与第二多项式部分相关的设计指数；和

如果风车式发生器的表征满足选择准则，则将风车式发生器的表征标识为兼容替代配置。

2.如权利要求1的方法，其中第二多项式部分的每个表征具有与之相关的设计指数，该设计指数标识字大小。

3.一种用于为选择的风车式多项式确定风车式多项式发生器的兼容替代配置的设备，其中利用风车式多项式发生器来生成公用伪随机序列，所选择的风车式多项式利用风车式多项式次数和风车式多项式权来标识，其中风车式多项式权包括选择的风车式多项式的非零系数的数量，所述的设备包括：

被耦合来接收选择的风车式多项式的指示的表征器，所述的表征器用于按照第一多项式部分和第二多项式部分来表征选择的风车式多项式，第一多项式部分具有第一多项式部分次数，其中第一多项式部分次数对应于所选择的风车式多项式的风车式多项式次数；

被耦合来接收由所述的表征器组成的表征的指示的确定器，所述的确定器用于确定第二多项式部分的表征，所述的表征当与第一多项式部分相加在一起时组成所选择的风车式多项式，每个表征标识风车式发生器的单独配置，并且所述的确定器用于确定第二多项式部分的每个表征是否满足选择准则，从包括以下等式的组中选择所述的选择准则：

1＝L mod v；和

v-1＝L mod v；

其中

L是所选择的风车式多项式的次数；和

v是与第二多项式部分相关的设计指数；和

可用于对所述的确定器作出响应的标识器，所述的标识器用于在风车式发生器的表征满足选择准则时将风车式发生器的表征标识为兼容替代配置。

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