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产生复杂码序列的新LFSR基电路
来源:本站整理  作者:佚名  2009-03-12 10:17:17



用LFSR产生的m序列码不适合较低长度LFSR保密。假若用具有一些反馈支路的n位移位寄存器产生长度(2n-1)位的m序列码,若知道码字的2n位,则可以定位反馈支路。这种情况下窃听变得容易。现已开发出一些新颖技术改善PN序列保密性,并有一些专利发布。

然而,这些新颖技术的大多数的LFSR反馈电路是固定的,因此容易发现密码或干扰机。本文给出一种更保密的m序列产生器,其反馈支路保持在伪随机状态下变化,使得所产生的码相当复杂。除产生的码复杂外,电路的简单性使此电路吸引着低成本、保密消息通信应用。

电路描述

图3示出所提出的电路。用一个8位LFSR产生255位码序列的16个不同的集合,这依赖于16个有效反馈支路集合:{8,4,3,2},{8,6,5,4},{8,6,5,3},{8,5,3,2},{8,6,5,2},{8,6,3,2},{8,5,3,1},{8,7,4,3},{8,6,5,1},{8,7,3,2},{8,7,6,1},{8,7,2,1},{8,7,6,5,2,1},{8,7,6,3,2,1},{8,6,4,3,2,1},{8,7,6,5,3,2}。

产生复杂码序列的新LFSR基电路

图3 新的m序列产生器

一次可以用这些反馈支路集合的任一个,这样,LFSR输出的一个特定组合,经1个模2加法器连接回到其输入。因此,根据所选反馈保持连接的时间,在某一时刻可以选择上面所述反馈连接的任一种连接产生部分或全部相应的码序列。

若这些反馈连接在随机状态下同步改变,则输出序列(图3的Y)也相应改变。这可用图3所示电路实现。为了说明简单化,在此仅选用7个反馈连接集合:{8,4,3,2},{8,6,5,4},{8,6,5,3},{8,5,3,2},{8,6,5,2},{8,6,3,2}和{8,6,5,1}。XOR LFSR的不同输出得到这些反馈连接集合,这借助于另一个PN序列产生的3位字控制的8:1多路转换器(MUX)(见图3)。

由于避免000做为MUX控制字,所以,根据控制字仅选择MUX的7个输入。因此,随机变化反馈支路,在某一时间选择出7个不同集合中的1个。根据N值(电路中分频因数)、码产生器初始状态和MUX初始状态,可以产生复杂码序列并在输出Y得到(图3)。

用下列IC可组装图3所示电路:用IC74151做多路转换器,IC7486做为实现反馈网络的XOR门,IC74LS76(J-K触发器)与IC7400(NAND门)组合做为移位寄存器和N分频计数器。

电路所需的输入时钟信号来自函数发生器。从此电路的反馈移位寄存器的不同级可获得PN码信号。

产生复杂码序列的新LFSR基电路

图4 反馈网络

结语

采用具有随机变化反馈连接的LFSR设计PN序列的方法对于流加密/解密是非常有用的。N计数分频决定LFSR输出的1个特定PN序列(对应特定选择的反馈支路集合)的长度。N最大值是255。也可以采用4位PN序列(替代3位PN序列)为MUX提供控制字,这将增强复杂性,从而产生码字保密。此种情况下,采用16:1 MUX,在其输入有16个可能的反馈组合的集合。

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