密碼學基礎(3)

2021-10-08 16:35:14 字數 1152 閱讀 9459

有限狀態自動機

有限狀態自動機是具有離散輸入和輸出(輸入集和輸出集均有限)的一種數學模型,由以下3部分組成:

① 有限狀態集s=。

② 有限輸入字符集a1=和有限輸出字符集a2=。

③ 轉移函式a(2)

k=f1(si, a(1)

j ),sh=f2(si, a(1)

j)即在狀態為si,輸入為a(1)

j時,輸出為a(2)

k,而狀態轉移為sh。

有限狀態自動機可用有向圖表示,稱為轉移圖

轉移圖的頂點對應於自動機的狀態,若狀態si在輸入a(1)

i時轉為狀態sj,且輸出一字元a(2)

j,則在轉移圖中,從狀態si到狀態sj有一條標有(a(1)

i, a(2)

j)的弧線

如圖所示,若輸入序列為

a(1)

1 a(1)

2 a(1)

1 a(1)

3 a(1)

3 a(1)

1初始狀態為s1,

則,得到狀態序列:

s1s2s2s3s2s1s2

輸出字串行:

a(2)

1 a(2)

1 a(2)

2 a(2)

1 a(2)

3 a(2)1

金鑰流產生器

金鑰流產生器: 引數為k的有限狀態自動機, 乙個輸出符號集z、乙個狀態集∑、兩個函式φ和ψ以及乙個初始狀態σ0組成。

狀態轉移函式φ:σi→σi+1,將當前狀態σi變為乙個新狀態σi+1。

輸出函式ψ:σi→zi,當前狀態σi變為輸出符號集中的乙個元素zi。

大致如圖:

關鍵在於:找出適當的狀態轉移函式φ和輸出函式ψ,使得輸出序列z滿足金鑰流序列z應滿足的隨機性條件,並且要求在裝置上是節省的和容易實現的。

一般採用線性的φ和非線性的ψ,這樣將能夠進行深入的分析並可以得到好的生成器。

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