基于线性移位寄存器的流密码算法与实现

深圳大学本科毕业论文—基于线性移位寄存器的流密码算法与实现

矩阵的矩阵中，过程如下：（由coord_0、 LFSR4和LFSR5组成geffe序列生成器，把结果放入coord_1（1，256*256）矩阵的矩阵中，过程与第四步类似，故代码将在附录中展示。） %%%lfsr1，lfsr2，lfsr3组成的Geffe生成器的输出 for i = 1 : N temp1(i) = 0;

if mod(lfsr2(i),2) == 0;

d1= bitxor(array1(3),array1(41)); d2= bitxor(array2(11),array2(18)); d=bitxor(d1,d2) else

d2= bitxor(array2(11),array2(18)); d3= bitxor(array3(2),array3(35)); d = bitxor(d2,d3) end if d<=255 temp1(i) = d;

temp1(i) = temp1(i) + 1; end end

%%%%% 将geffe序列生成器得出的序列放进x*y维矩阵中 coord_0 = zeros(256,256); for i = 1 : 256 for j = 1 : 256

coord_0(i,j) = temp1((i-1)*256+j) end end

⑤ 将lfsr1，lfsr2，lfsr3，lfsr4，lfsr5以及coord_1异或得到最终密钥流，并对图像进行加密。其过程如下： %%%%% 最终密钥密钥key

第 18 页 共 32 页

深圳大学本科毕业论文—基于线性移位寄存器的流密码算法与实现

key = zeros(256,256); for i = 1 :256 for j = 1 : 256

key(i,j) =

bitxor(bitxor(bitxor(bitxor(bitxor(c1(i,j),c2(i,j)),c3(i,j)),c4(i,j)),c5(i,j)),coord_1(i,j)); end end

%%%%%%%% 初始化加解密图像矩阵 encfig = z;

%%%%%% 加密处理过程 %%%%%%% for i = 1 : 256 for j = 1 : 256

encfig(i,j) = bitxor(key(i,j),z(i,j)); end end

subplot(1,3,2),imshow(encfig); title('teddy加密');

图10 teddy加密 第 19 页 共 32 页

深圳大学本科毕业论文—基于线性移位寄存器的流密码算法与实现

⑥解密过程是加密的逆过程，因此可以通过key密钥逆运算从加密图像中恢复得到原始图像。如下：

%%%%%%%% 初始化加解密图像矩阵 decfig = z;

%%%%%% 解密处理过程 %%%%%%% for i = 1 : 256 for j = 1 : 256

decfig(i,j) = bitxor(encfig(i,j),key(i,j)); end end

subplot(1,3,3),imshow(decfig); title('teddy解密');

图11 teddy解密图像

5. 结束语

本文介绍了密码学中的流密码的原理及结构，并且通过流密码的原理设计出了一个密钥流设计，并且借鉴了GEFFE生成器，通过LSFR与GEFFE序列结构设计出了一个密钥流，并且通过MATLAB使用这个密钥流实现了对数字图像的仿真加密。

第 20 页 共 32 页

深圳大学本科毕业论文—基于线性移位寄存器的流密码算法与实现

【参考文献】

[1]杨义先等.现代密码学教程[M].北京：北京邮电大学出版社。2009, [2]冯登国.国内外密码学研究现状及发展趋势[J].通信学报，2002,5:18-26, [3]杨波. 现代密码学（第2版）[M].北京：清华大学出版社, 2007, [4] 胡向东,魏琴芳. 应用密码学[M]. 北京：电子工业出版社,2006,

[5]赵立杰.《基于线性反馈移位寄存器的流密码的研究及设计》[M].西南交通大学硕士研究生学位论文.2003,

[6]http://wenku.http://www.china-audit.com//view/7289063731126edb6f1a1083.html, [7]http://baike.http://www.china-audit.com//view/10598.htm,

[8] 杨晓元 现代密码学[M]. 西安：西安电子科技大学出版社 2009,

[9] （美）Richard Spillman 著.叶阮健,曹英,张长富 译. 经典密码学与现代密码学[M].北京：清华大学出版社,2005,

[10] 郑阿奇,曹弋,赵阳. MATLAB实验教程[M]. 北京：电子工业出版社,2007,

[11] （美）WILLIAM STALLINGS 著.杨明 译. 密码编码学与网络安全:原理与实践（第二版）[M].北京：电子工业出版社,2001,

第 21 页 共 32 页