Регистры сдвига с обратной связью

Лабораторная работа №2

Поточный шифр на основе регистра сдвига с линейной обратной связью

Регистры сдвига с обратной связью

Поточный шифр – это симметричный шифр, в котором каждый символ открытого текста шифруется независимо от других символов с помощью ключевой последовательности. Ключевая последовательность произвольной длины получается из короткого ключа фиксированной длины с помощью некоторого алгоритма. Простой и эффективный метод поточного шифрования состоит в сложении по модулю 2 битов открытого текста и ключевой последовательности.

Распространенный способ генерации ключевой последовательности основан на использовании регистра сдвига с обратной связью. Он состоит из двух частей: собственно регистра сдвига и функции обратной связи. Регистр сдвига – это последовательность однобитовых ячеек памяти (триггеров), содержимое которых сдвигается на одну позицию вправо при поступлении тактового импульса. Количество ячеек L определяет длину (разрядность) регистра.

Функция обратной связи является функцией от содержимого всех двоичных разрядов регистра и может принимать одно из двух значений: 0 или 1. Принцип генерации ключевой двоичной последовательности проиллюстрирован на рисунке.

На представленном рисунке разряды регистра обозначены символами . Работа регистра разбивается на такты. На каждом такте сначала происходит вычисление функции обратной связи , после чего содержимое регистра сдвигается вправо на один разряд, т.е. производятся операции присвоения: , , …, . Значение y записывается в крайний левый (старший) разряд x_L, а исходное (до сдвига) значение x ₁ «выталкивается» из регистра и становится частью выходной ключевой последовательности.