CN104158654B - 一种基于交织技术的密钥流生成方法及装置 - Google Patents

一种基于交织技术的密钥流生成方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104158654B
CN104158654B CN201410422799.3A CN201410422799A CN104158654B CN 104158654 B CN104158654 B CN 104158654B CN 201410422799 A CN201410422799 A CN 201410422799A CN 104158654 B CN104158654 B CN 104158654B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sequence
key stream
stream generating
interleaving technology
list entries
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410422799.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104158654A (zh
Inventor
孙玉花
闫统江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Petroleum East China
Original Assignee
China University of Petroleum East China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Petroleum East China filed Critical China University of Petroleum East China
Priority to CN201410422799.3A priority Critical patent/CN104158654B/zh
Publication of CN104158654A publication Critical patent/CN104158654A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104158654B publication Critical patent/CN104158654B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Error Detection And Correction (AREA)

Abstract

本发明提供了一种基于交织技术的密钥流生成方法及装置，通过对现有的密钥流生成器进行改造，增加非线性组合组件，利用原密钥流生成器的多个抽头输出数据进行有机组合和交织，使得新序列的周期变为原来的四倍。本发明在几乎不增加存储空间的情况下使得周期变为原来的4倍，同时保持了原来序列的良好自相关性质。

Description

一种基于交织技术的密钥流生成方法及装置
技术领域
本发明属于密钥技术领域，尤其涉及一种基于交织技术的密钥流生成方法及装置。
背景技术
密码学是门古老而年轻的学问，随着信息化社会的发展，信息在社会发展中的作用和地位越来越重要，每个人的生活都与信息产生、存储、处理和传递密不可分，商业、金融领域也由于internet、e-bussiness的发展而更加关注信息安全的问题。毫不夸张的说，信息系统的安全问题已经成为影响社会稳定和国家安危的战略性问题。
现有的密钥流生成装置有很多种，基本分为两类：
一类是线性的，该线性密钥流生成装置首先输入二元初始值(a0,a0,…,an-1)，然后，补入生成装置最右边一级的ai+n的值由下列线性递归关系式(也称反馈函数)决定如图1所示，图1是n级线性密钥流生成装置LFSR，也称n级线性反馈移位寄存器，如果抽头选择从左边第η级(图中没有这个符号，烦请确认)寄存器(替换为选择从第η位开始接收数据，而舍弃序列前η-1位)进行输出，则得到序列左η移位序列，即Lη(a)。
另一类为非线性的，常见的两类非线性密钥流生成装置(也称非线性移位寄存器)，如图2所示，图2(a)为非线性a类，图2(b)为非线性b类，F为一个非线性布尔函数。
随着保密通信的发展需要，大数据的加密需要周期更大的密钥流序列，而现有的加密装置无法很好满足这种需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于交织技术的密钥流生成方法及装置，旨在解决现有的加密装置的密钥流序列周期较小，不能很好的对大数据进行加密的问题。
本发明是这样实现的，一种基于交织技术的密钥流生成方法，包括以下步骤：
S1、选择输入序列s，该输入序列s是具有交织结构s＝I(0K；a1；a2；…；aT-1)且具有理想自相关分布的二元序列，其中，0K代表长为K的全零列，K和T均为非零自然数，二元序列aj满足条件d(aT-j)＝d(aj)，d(aj)表示序列aj的平衡差，j满足1≤j≤T-1；
S2、截取s的左η移位序列Lη(s)，选择从s的η输出即可，然后对序列Lη(s)进行取反得到将s＝I(0K；a1；a2；…；aT-1)的全零列变成0K变成全1列1K，得到序列s′；截取s′的左η移位序列Lη(s′)，选择从s′的η输出即可；
S3、对以上序列s、s′及Lη(s′)进行同步，然后按照从左到右的顺序依次输出数据从而得到交织序列
优选地，在步骤S1中，所述输入序列s包括勒让德序列、孪生素数序列、广义GMW序列。
优选地，在步骤S3中，所述输出数据采用线性移位生成装置输出，或者根据具体序列采用非线性生成装置输出。
本发明进一步提供了一种基于交织技术的密钥流生成装置，包括：
序列选择模块，用于选择输入序列s，该输入序列s具有交织结构s＝I(0K；a1；a2；…；aT-1)且具有理想自相关分布的二元序列，其中，0K代表长为K的全零列，K和T均为非零自然数，二元序列aj满足条件d(aT-j)＝d(aj)，d(aj)表示序列aj的平衡差，j满足1≤j≤T-1；
序列处理模块，用于截取s的左η移位序列Lη(s)，选择从s的η输出，然后对序列Lη(s)进行取反得到然后对序列Lη(s)进行取反得到将s＝I(0K；a1；a2；…；aT-1)的全零列变成0K变成全1列1K，得到序列s′；截取s′的左η移位序列Lη(s′)，选择从s′的η输出；
序列输出模块，用于对以上序列s、s′及Lη(s′)进行同步，然后按照从左到右的顺序依次输出数据从而得到交织序列
优选地，所述输入序列s包括勒让德序列、孪生素数序列、广义GMW序列。
优选地，所述输出数据采用线性移位生成装置输出，或者根据具体序列采用非线性生成装置输出。
相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：密钥流的周期是密钥流的重要伪随机指标，常见的使周期变长的办法就是增加移位寄存器的级数，但是这势必会增加存储空间和计算量。本发明在几乎不增加存储空间的情况下使得周期变为原来的4倍，同时保持了原来序列的良好自相关性质。
附图说明
图1是n级线性密钥流生成装置LFSR的结构示意图；
图2是两种非线性密钥流生成装置的结构示意图；
图3是本发明基于交织技术的密钥流生成方法的步骤流程图；
图4是本发明基于交织技术的密钥流生成装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种基于交织技术的密钥流生成方法，如图3所示，包括以下步骤：
S1、选择输入序列s，该输入序列s具有交织结构s＝I(0K；a1；a2；…；aT-1)且具有理想自相关分布的二元序列，其中，0K代表长为K的全零列，K和T均为非零自然数，二元序列aj满足条件d(aT-j)＝d(aj)，d(aj)表示序列aj的平衡差，j满足1≤j≤T-1。
S2、截取s的左η移位序列Lη(s)，选择从s的η输出即可，然后对序列Lη(s)进行取反得到将s＝I(0K；a1；a2；…；aT-1)的全零列变成0K变成全1列1K，得到序列s′；截取s′的左η移位序列Lη(s′)，选择从s′的η输出即可；
S3、对以上序列s、s′及Lη(s′)进行同步，然后按照从左到右的顺序依次输出数据从而得到交织序列
本发明进一步提供了一种基于交织技术的密钥流生成装置，如图4所示，包括：
序列选择模块1，用于选择输入序列s，该输入序列s具有交织结构s＝I(0K；a1；a2；…；aT-1)且具有理想自相关分布的二元序列，其中，0K代表长为K的全零列，K和T均为非零自然数，二元序列aj满足条件d(aT-j)＝d(aj)，d(aj)表示序列aj的平衡差，j满足1≤j≤T-1；
序列处理模块2，用于截取s的左η移位序列Lη(s)，选择从s的η输出，然后对序列Lη(s)进行取反得到然后对序列Lη(s)进行取反得到将s＝I(0K；a1；a2；…；aT-1)的全零列变成0K变成全1列1K，得到序列s′；截取s′的左η移位序列Lη(s′)，选择从s′的η输出；
序列输出模块3，用于对以上序列s、s′及Lη(s′)进行同步，然后按照从左到右的顺序依次输出数据从而得到交织序列
本发明实施例所述装置与上述实施例中所述方法相对应，以上述方法实施例所记载内容同样用于解释本实施例中的装置，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于交织技术的密钥流生成方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、选择输入序列s，该输入序列s具有交织结构s＝I(0K；a1；a2；…；aT-1)且具有理想自相关分布的二元序列，其中，0K代表长为K的全零列，K和T均为非零自然数，二元序列aj满足条件d(aT-j)＝d(aj)，d(aj)表示序列aj的平衡差，j满足1≤j≤T-1；
S2、截取s的左η移位序列Lη(s)，选择从s的第η位开始输出，然后对序列Lη(s)进行取反得到将s＝I(0K；a1；a2；…；aT-1)的全零列变成0K变成全1列1K，得到序列s′；截取s′的左η移位序列Lη(s′)，选择从s′的第η位开始输出；
S3、对以上序列s、s′以及Lη(s′)进行同步，然后按照从左到右的顺序依次输出数据从而得到交织序列
2.如权利要求1所述的基于交织技术的密钥流生成方法，其特征在于，在步骤S1中，所述输入序列s包括勒让德序列、孪生素数序列、广义GMW序列。
3.如权利要求1所述的基于交织技术的密钥流生成方法，其特征在于，在步骤S3中，所述输出数据采用线性移位生成装置输出，或者根据具体序列采用非线性生成装置输出。
4.一种基于交织技术的密钥流生成装置，其特征在于，包括：
序列选择模块，用于选择输入序列s，该输入序列s具有交织结构s＝I(0K；a1；a2；…；aT-1)且具有理想自相关分布的二元序列，其中，0K代表长为K的全零列，K和T均为非零自然数，二元序列aj满足条件d(aT-j)＝d(aj)，d(aj)表示序列aj的平衡差，j满足1≤j≤T-1；
序列处理模块，用于截取s的左η移位序列Lη(s)，选择从s的第η位开始输出，然后对序列Lη(s)进行取反得到将s＝I(0K；a1；a2；…；aT-1)的全零列变成0K变成全1列1K，得到序列s′；截取s′的左η移位序列Lη(s′)，选择从s′的第η位开始输出；
序列输出模块，用于对以上序列s、s′以及Lη(s′)进行同步，然后按照从左到右的顺序依次输出数据从而得到交织序列
5.权利要求4所述的基于交织技术的密钥流生成装置，其特征在于，所述输入序列s包括勒让德序列、孪生素数序列、广义GMW序列。
6.如权利要求4所述的基于交织技术的密钥流生成装置，其特征在于，所述输出数据采用线性移位生成装置输出，或者根据具体序列采用非线性生成装置输出。
CN201410422799.3A 2014-08-25 2014-08-25 一种基于交织技术的密钥流生成方法及装置 Active CN104158654B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410422799.3A CN104158654B (zh) 2014-08-25 2014-08-25 一种基于交织技术的密钥流生成方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410422799.3A CN104158654B (zh) 2014-08-25 2014-08-25 一种基于交织技术的密钥流生成方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104158654A CN104158654A (zh) 2014-11-19
CN104158654B true CN104158654B (zh) 2018-01-16

Family

ID=51884068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410422799.3A Active CN104158654B (zh) 2014-08-25 2014-08-25 一种基于交织技术的密钥流生成方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104158654B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110058842B (zh) * 2019-03-14 2021-05-18 西安电子科技大学 一种结构可变的伪随机数生成方法及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1983923A (zh) * 2005-12-16 2007-06-20 Pmc-斯尔若以色列有限公司 三重交织
CN101345604A (zh) * 2008-08-15 2009-01-14 北京理工大学 一种行列式分组交织器的并行实现方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060204009A1 (en) * 2005-03-14 2006-09-14 Michigan State University Physical layer built-in security enhancement of spread spectrum wireless communication systems
US7395461B2 (en) * 2005-05-18 2008-07-01 Seagate Technology Llc Low complexity pseudo-random interleaver

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1983923A (zh) * 2005-12-16 2007-06-20 Pmc-斯尔若以色列有限公司 三重交织
CN101345604A (zh) * 2008-08-15 2009-01-14 北京理工大学 一种行列式分组交织器的并行实现方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104158654A (zh) 2014-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xu et al. A novel bit-level image encryption algorithm based on chaotic maps
Li et al. Colour image encryption based on advanced encryption standard algorithm with two‐dimensional chaotic map
Bao et al. A new chaotic system for image encryption
US20140270165A1 (en) Cryptographic system based on reproducible random sequences
Gao et al. Concealable physically unclonable function chip with a memristor array
CN103095449B (zh) 一种基于流密码的动态加密解密方法
CN105095695B (zh) 经由白箱实现的不正确功能行为实现授权
Choi et al. Color image encryption based on programmable complemented maximum length cellular automata and generalized 3-D chaotic cat map
US20150312226A1 (en) Method for including an implicit integrity or authenticity check into a white-box implementation
Javeed et al. Construction of non-linear component of block cipher by means of chaotic dynamical system and symmetric group
CN102279840B (zh) 一种适用于信息加密技术应用的素数族快速生成方法
Attaullah et al. Cryptosystem techniques based on the improved Chebyshev map: an application in image encryption
Aslan et al. Algebraic construction of cryptographically good binary linear transformations
Qureshi et al. S‐box on subgroup of Galois field based on linear fractional transformation
Vinotha et al. VLSI implementation of image encryption using DNA cryptography
CN107633474B (zh) 一种具有快速密钥流生成过程的混沌彩色图像加密方法
Jia Image encryption with cross colour field algorithm and improved cascade chaos systems
CN104158654B (zh) 一种基于交织技术的密钥流生成方法及装置
Courtois Low-complexity key recovery attacks on GOST block cipher
Kumar et al. Hardware software co-simulation of dual image encryption using Latin square image
Negi et al. Cryptography Playfair cipher using linear feedback shift register
Zhang A fast image encryption algorithm based on convolution operation
EP2940917B1 (en) Behavioral fingerprint in a white-box implementation
Deepthi et al. Cryptanalysis for reduced round Salsa and ChaCha: revisited
Rostami et al. Chaos-based image encryption using sum operation modulo 4 and 256

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Sun Yuhua

Inventor after: Yan Tongjiang

Inventor before: Yan Tongjiang

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant