流密码的解析与练习题
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2015-11-19
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流密码
1.1 流密码的基本概念
流密码的基本思想是利用密钥 k 产生一个密钥流 ，并使用如下规则对明文串
…加密： …。密钥流由密钥流发生器 f 产生： ，这里
是加密器中的记忆元件（存储器）在时刻 i 的状态，f 是由密钥 k 和 产生的函数。
分组密码与流密码的区别就在于有无记忆性。流密码的滚动密钥 由函数 f、密钥 k 和指
定的初态 完全确定。此后，由于输入加密器的明文可能影响加密器中内部记忆元件的存储状态，因
而 (i>O)可能依赖于 k, , , ,…, 等参数。
1.1.1 同步流密码
根据加密器中记忆元件的存储状态 是否依赖于输入的明文字符，流密码可进一步分成同步和自
同步两种。 独立于明文字符的叫做同步流密码，否则叫做自同步流密码 。由于自同步流密码的密钥
流的产生与明文有关，因而较难从理论上进行分析。目前大多教研究成果都是关于同步流密码的。在
同步流密码中，由于 与明文字符无关，因而此时密文字符也不依赖于此前的明文字符。因
此，可将同步流密码的加密器分成密钥流产生器和加密变化器两个部分。
同步流密码的加密变化可有多种选择，只要保证变换是可逆的即可。实际使用的数字保密通信系统
一般都是二元系统，因而二元加法流密码是常用的流密码体制，其加密变换可表示为 。
实际工作中，密码设计者的最大愿望是设计出一个滚动密钥生成器，使得密钥 k 经其生成的密钥
流序列 z 有极大的周期，且抗分析。
1.1.1 有限状态自动机
有限状态自动机是具有离散输入和输出（输入集和输出集均有限）的一种数学模型，由以下 3 部
分组成：
（1） 有限状态集 S=
（2） 有限输入字符集 和有限输出字符集
（3） 转移函数
即在状态为 ，输入为 时，输出为 ，而状态转移为 。
例：设 ， ， ，转移函数由下表给出：
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