基表变量伪随机序列和杂凑函数

摘要

(1)基表变量伪随机序列BTS预建基表，把144位的密钥K依次拆分为16比特的子密钥Ki(0≤i≤8)，每轮的每一步以查表变量取代MD5中固定字和消息子块进行运算，每轮abcd第9步的128位，作为伪随机序列输出。BTS具有MD5的随机性并具有庞大周期，可用同一个密钥K组织多个独立循环体，进行大规模并行运算。(2)基表变量杂凑函数BTH将明文的每一个分组块512比特当作BTS的加密密钥，作4轮16步的运算，每轮第16步abcd输出的128位即h1，h2，h3，h4级联构成这个明文块的256位杂凑值；以每个第16步时abcd和多个查表变量值为下一轮(第四轮的状态为下一个明文块的第一轮)的初始IV。BTH在预防各类攻击时更强大，更具有抗强碰撞的特性。

主权项

1.获取一种伪随机序列的方法----基表变量伪随机序列BTS循环体BTS运用了MD5杂凑函数的结构，直接采用了其非线性运算处理P函数。与MD5不同的是，BTS是一个使用密钥K创建大周期伪随机系列的循环，其特征为：(1)建立了2个基础序列表PS，QS，将密钥K拆为有序的16位子密钥K₀，K₁，…，K_i，逐个逐步获得对应查表变量R₀，R₁，R₂，…，R_i(R_i＝P(t_1i)P(t_2i)Q(t_1i)Q(t_2i))，以多层查表变量替代MD5结构中固定字表，消息子块，作为每一步输入。(2)设立辅助存储变量T₁，T₂，T₃，T₄，T₅依次存储连续的查表变量值。每轮输出为最后一步abcd值，第一轮最后一步abcd定义为y₀，同时，最后一步时的abcd值和T₁，T₂，T₃，T₄，T₅值为下一轮的初始IV。(3)从第二轮开始输出序列，对于j轮输出序列为(或)，而不直接给出y_j。(4)并行运算方法：使用同一密钥K而将初始的T₁，T₂，T₃，T₄，T₅，W值，(abcd)₀值任意设置，以获得多个不同的独立循环体，每个独立循环体只需要初始设置互不相同，就可以在同一K下，同时输出独立的伪随机序列。