发明名称 密钥流之产生方法及装置
摘要 本发明揭示一种密码单向函数(一种密钥或密钥流产生器)的产生方法及装置,用于加密或解密二元资料。提供一种使用多个回馈移位暂存器的非线性密钥或密钥流产生演算法。此回馈移位暂存器可以使用称为延伸加洛亚场(Galois Field)GF(2m)的高等数学结构来构成,此密钥或密钥流可以由可以是静态回馈移位暂存器与动态回馈移位暂存器之结合的多个回馈移位暂存器输出的非线性函数来产生。有许多系数的密集质式可以用于产生作为加密或解密密钥的密码强健密钥流。
申请公布号 TW548937 申请公布日期 2003.08.21
申请号 TW089124901 申请日期 2000.11.23
申请人 通用仪器公司 发明人 辛奎;艾立克J 史普朗克
分类号 H04L9/00 主分类号 H04L9/00
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种产生密钥流的方法,包括下列步骤:提供来自多个回馈移位暂存器之预先决定暂存器级的资料位元给第一随机化级,每个回馈移位暂存器响应于时脉信号连续地平移资料位元于回馈移位暂存器之输入,中间,与输出级;提供该第一随机化级的输出给第二随机化级;提供该第二随机化级的输出与来自该回馈移位暂存器之其他预先决定暂存器级的资料给至少一个额外的随机化级,其中,在每个随机化级置换该资料位元而最终随机化级的输出提供该密钥流。2.如申请专利范围第1项之方法,其中第三随机化级为最终随机化级。3.如申请专利范围第1项之方法,进一步地包括下列步骤:对多项式码信号产生器产生之多项式码信号的反应来变化至少一个回馈移位暂存器的结构。4.如申请专利范围第3项之方法,进一步地包括下列步骤:改变用于产生此多项式码信号的多项式码。5.如申请专利范围第1项之方法,其中此回馈移位暂存器包括:复数个动态回馈移位暂存器;以及至少一个静态回馈移位暂存器。6.如申请专利范围第1项之方法,其中此回馈移位暂存器包括:一个第一动态回馈移位暂存器;一个第二动态回馈移位暂存器;以及一个静态回馈移位暂存器。7.如申请专利范围第6项之方法,进一步地包括下列步骤:输入种子资料到输入缓冲器;提供输入缓冲器之种子资料的第一部份给第一动态回馈移位暂存器;提供输入缓冲器之种子资料的第二部分给第二动态回馈移位暂存器;以及提供输入缓冲器之种子资料的第三部份给静态回馈移位暂存器。8.如申请专利范围第7项之方法,其中:动态回馈移位暂存器的资料位元响应于时脉信号从每个暂存器级连续地平移;一些有限场加法器安排于动态回馈移位暂存器之暂存器级的预先决定对之间,使得从前面暂存器级提供到每个加法器之输入的其中之一而且从输出级的输出终端经由有限场乘法器反馈到每个加法器的其他输入。9.如申请专利范围第1项之方法,其中第一随机化级包括一种用于置换来自预先决定暂存器级之资料位元的随机化表。10.如申请专利范围第1项之方法,其中第二随机化级包括一个非线性混合函数以结合该第二随机化级的输出与来自该回馈移位暂存器其他预先决定暂存器级的资料位元。11.如申请专利范围第1项之方法,其中第三随机化级包括多个非线性代换箱。12.如申请专利范围第11项之方法,其中此代换箱为8*8代换箱。13.如申请专利范围第1项之方法,其中第三随机化级包括256个非线性8*8代换箱。14.如申请专利范围第1项之方法,其中此回馈移位暂存器使用一种延伸加洛亚场(GF(2m))构成。15.如申请专利范围第14项之方法,其中m等于八。16.如申请专利范围第14项之方法,其中用于此回馈移位暂存器的多项式为质式而且是不可约的。17.如申请专利范围第1项之方法,其中第一随机化级包括多个用于置换来自预先决定暂存器级之资料位元的随机化表。18.如申请专利范围第17项之方法,其中此多个随机化表包括八个随机化表。19.如申请专利范围第1项之方法,进一步地包括下列步骤:在输入到第一随机化级之前多工来自回馈移位暂存器的资料位元。20.如申请专利范围第1项之方法,进一步地包括下列步骤:提供第三随机化级的输出给预先-密钥流暂存器;提供该预先-密钥流暂存器之输出的选择位元给一种选择电路缓冲器;提供此选择电路缓冲器的输出给一种解码逻辑单元,其解码逻辑单元解码一种用于产生多项式码信号的特定多项式,该多项式码信号提供给至少一个回馈移位暂存器;以及提供该预先-密钥流暂存器之输出的剩余位元给一种密钥流暂存器,其中此密钥流暂存器的输出提供该密钥流。21.如申请专利范围第20项之方法,其中第三随机化级包括多个非线性代换箱。22.如申请专利范围第21项之方法,进一步地包括下列步骤:提供代换箱的某一输出给一种码流暂存器;纪录该通过该码流暂存器的输出;将该输出加到经由一种非二元加法器从至少一个回馈移位暂存器平移的资料位元以产生回馈资料位元;以及提供此回馈资料位元给至少一个回馈移位暂存器的输入级与预先决定中间级。23.如申请专利范围第1项之方法,其中:一种192位元共用种子输入提供给此多个回馈移位暂存器;以及产生一种56位元密钥流输出。24.如申请专利范围第23项之方法,其中此192位元共用种子输入密钥由128位元利用复制一半位元来得到。25.一种密钥流产生器装置,包括:多个回馈移位暂存器,每个暂存器具有输入,中间,与输出级,反应于时脉信号连续地平移资料位元;一种接收多个回馈移位暂存器之预先决定暂存器级输出的第一随机化级;一种接收该第一随机化级之输出的第二随机化级;一种接收该第二随机化级之输出与该回馈移位暂存器其他预先暂存器级之资料位元的第三随机化级,其中,在每个随机化级暂换该资料位元而最终随机化级的输出提供该密钥流。26.如申请专利范围第25项之装置,其中此第三随机化级为最终随机化级。27.如申请专利范围第25项之装置,其中:对多项式码信号产生器产生之多项式码信号的反应来变化至少一个回馈移位暂存器的结构。28.如申请专利范围第27项之装置,其中:变化用于产生此多项式码信号的多项式码。29.如申请专利范围第25项之装置,其中此回馈移位暂存器包括:复数个动态回馈移位暂存器;以及至少一个静态回馈移位暂存器。30.如申请专利范围第25项之装置,其中此回馈移位暂存器包括:一个第一动态回馈移位暂存器;一个第二动态回馈移位暂存器;以及一个静态回馈移位暂存器。31.如申请专利范围第30项之装置,其中:种子资料输入到输入缓冲器;输入缓冲器之种子资料的第一部份提供给第一动态回馈移位暂存器;输入缓冲器之种子资料的第二部分提供给第二动态回馈移位暂存器;以及输入缓冲器之种子资料的第三部份提供给静态回馈移位暂存器。32.如申请专利范围第31项之装置,其中:动态回馈移位暂存器的资料位元反应于时脉信号从每个暂存器级连续地平移;以及一些有限场加法器安排于动态回馈移位暂存器之暂存器级的预先决定对之间,使得从前面暂存器级提供到每个加法器之输入的其中之一而且从输出级的输出终端经由有限场乘法器反馈到每个加法器的其他输入。33.如申请专利范围第25项之装置,其中第一随机化级包括一种用于置换来自预先决定暂存器级之资料位元的随机化表。34.如申请专利范围第25项之装置,其中第二随机化级包括一个非线性混合函数以结合该第二随机化级的输出与来自该回馈移位暂存器其他预先决定暂存器级的资料位元。35.如申请专利范围第25项之装置,其中第三随机化级包括多个非线性代换箱。36.如申请专利范围第35项之装置,其中此代换箱(S-Box)为8*8代换箱。37.如申请专利范围第25项之装置,其中第三随机化级包括256个非线性8*8代换箱。38.如申请专利范围第25项之装置,其中此回馈移位暂存器使用一种延伸加洛亚场(GF(2m))构成。39.如申请专利范围第38项之装置,其中m等于八。40.如申请专利范围第38项之装置,其中用于此回馈移位暂存器的多项式为质式而且是不可约的。41.如申请专利范围第25项之装置,其中第一随机化级包括多个用于置换来自预先决定暂存器级之资料位元的随机化表。42.如申请专利范围第41项之装置,其中此多个随机化表包括八个随机化表。43.如申请专利范围第25项之装置,其中:在输入到第一随机化级之前多工来自回馈移位暂存器的资料位元。44.如申请专利范围第25项之装置,进一步地包括:一种用于接收第三随机化级输出的预先-密钥流暂存器;一种用于接收该预先-密钥流暂存器输出之选择位元的选择电路缓冲器;一种用于接收此选择电路缓冲器的解码逻辑单元,其解码逻辑单元解码一种用于产生多项式码信号的特定多项式,该多项式码信号提供给至少一个回馈移位暂存器;以及一种用于接收该预先-密钥流暂存器输出之剩余位元的密钥流暂存器,其中此密钥流暂存器的输出提供该密钥流。45.如申请专利范围第44项之装置,其中第三随机化级包括多个非线性代换箱。46.如申请专利范围第45项之装置,其中:提供代换箱的某一输出给一种码流暂存器;纪录该通过该码流暂存器的输出;将该输出加到经由一种非二元加法器从至少一个回馈移位暂存器平移的资料位元以产生回馈资料位元;以及提供此回馈资料位元给至少一个回馈移位暂存器的输入级与预先决定中间级。47.如申请专利范围第25项之装置,其中:一种192位元共用种子输入提供给此多个回馈移位暂存器;以及产生一种56位元密钥流输出。48.如申请专利范围第25项之装置,其中此192位元共用种子输入密钥由128位元利用复制一半位元来得到。图式简单说明:图1显示本发明的一种区块图表示;图2显示本发明的一种说明实施例;图3显示本发明的一种选择说明实施例;图4显示依照本发明一种静态回馈移位暂存器的履行;图5显示依照本发明一种动态回馈移位暂存器的履行;以及图6显示依照本发明另一种动态回馈移位暂存器的履行。
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