【密码学】序列密码

序列密码就是对密文进行逐一的加密或者解密

和分组密码比起来，分组密码是一组一组加密，序列密码就是逐个加密

序列密码的安全性能主要取决于密钥流或者密钥流产生器的特性。

优势：实现简单、加密和解密速度快、安全性能较好、没有或少有差错传播

序列密码的基本结构
1.同步序列密码

　　

　　同步序列密码的原理：
　　种子密钥k通过由安全信道传送给收、发双方后，由密钥流产生器生成加密和解密所须要的密钥流，而加、解密自己就是简单的模2加法运算。
　　同步序列密码的特色：
　　① 密钥流仅仅依赖于种子密钥和密钥流产生器的结构，而与明文流（或密文流）无关。
　　② 若是密钥流彻底随机产生且长度至少和明文流同样长，则可实现绝对安全的“一次一密”。但实际上，这很难作到。
　　③ 无差错传播。由于密钥流独立于密文流，因此一个密文的传输错误不会影响下一个密文的解密。
　　④ 为了保障接收端可以正确解密，要求收、发双方必须严格同步。

2.自同步序列密码

 　　自同步序列密码的简介：

　　与同步序列密码须要收、发双方严格同步不一样，自同步序列密码可以依靠自身的能力“自动地”实现收、发双方的同步，于是是一种不须要外部同步的序列密码系统。
　　自同步序列密码的特色：
　　① 密钥流不只依赖于种子密钥和密钥流产生器的结构，还与密文流（或明文流）有关。初始向量IV在这里至关于初始密文的做用，要求收、发双方必须相同。
　　② 自同步。解密只取决于先前特定数量的密文字符，所以，即便出现删除、插入等非法攻击，收方最终都可以自动重建同步解密，于是收、发双方再也不须要外部同步。
　　③ 有差错传播。由于密钥流与密文流有关，因此一个密文的传输错误会影响下面有限个密文的解密。

 密钥流产生器

密钥流产生器是决定序列密码安全性能的主要因素，于是线性反馈寄存器是密钥流产生器最基本也是最重要的部件。

 

1.线性反馈移位寄存器

 

 

定义：若是将移位寄存器的某些级的输出经过异或（模2加）运算函数运算后反馈回它的第一级输入端，便构成了线性反馈移位寄存器。

 

该式为用右移方式的n级线性反馈移位寄存器的反馈函数，其中

若是n级线性反馈移位寄存器产生的输出序列的周期为2^n-1，则称为m序列产生器。m序列不只周期长，并且伪随机特性好，这正是序列密码的密钥流所须要的特性。
2.基于LFSR的密钥流产生器