產(chǎn)生復(fù)雜碼序列的新LFSR基電路

然而，這些新穎技術(shù)的大多數(shù)的LFSR反饋電路是固定的，因此容易發(fā)現(xiàn)密碼或干擾機(jī)。本文給出一種更保密的m序列產(chǎn)生器，其反饋支路保持在偽隨機(jī)狀態(tài)下變化，使得所產(chǎn)生的碼相當(dāng)復(fù)雜。除產(chǎn)生的碼復(fù)雜外，電路的簡單性使此電路吸引著低成本、保密消息通信應(yīng)用。

電路描述

圖3示出所提出的電路。用一個(gè)8位LFSR產(chǎn)生255位碼序列的16個(gè)不同的集合，這依賴于16個(gè)有效反饋支路集合：{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}。

圖3 新的m序列產(chǎn)生器

一次可以用這些反饋支路集合的任一個(gè)，這樣，LFSR輸出的一個(gè)特定組合，經(jīng)1個(gè)模2加法器連接回到其輸入。因此，根據(jù)所選反饋保持連接的時(shí)間，在某一時(shí)刻可以選擇上面所述反饋連接的任一種連接產(chǎn)生部分或全部相應(yīng)的碼序列。

若這些反饋連接在隨機(jī)狀態(tài)下同步改變，則輸出序列(圖3的Y)也相應(yīng)改變。這可用圖3所示電路實(shí)現(xiàn)。為了說明簡單化，在此僅選用7個(gè)反饋連接集合：{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的不同輸出得到這些反饋連接集合，這借助于另一個(gè)PN序列產(chǎn)生的3位字控制的8：1多路轉(zhuǎn)換器(MUX)(見圖3)。

由于避免000做為MUX控制字，所以，根據(jù)控制字僅選擇MUX的7個(gè)輸入。因此，隨機(jī)變化反饋支路，在某一時(shí)間選擇出7個(gè)不同集合中的1個(gè)。根據(jù)N值(電路中分頻因數(shù))、碼產(chǎn)生器初始狀態(tài)和MUX初始狀態(tài)，可以產(chǎn)生復(fù)雜碼序列并在輸出Y得到(圖3)。

用下列IC可組裝圖3所示電路：用IC74151做多路轉(zhuǎn)換器，IC7486做為實(shí)現(xiàn)反饋網(wǎng)絡(luò)的XOR門，IC74LS76(J-K觸發(fā)器)與IC7400(NAND門)組合做為移位寄存器和N分頻計(jì)數(shù)器。

電路所需的輸入時(shí)鐘信號(hào)來自函數(shù)發(fā)生器。從此電路的反饋移位寄存器的不同級(jí)可獲得PN碼信號(hào)。

圖4 反饋網(wǎng)絡(luò)

結(jié)語

采用具有隨機(jī)變化反饋連接的LFSR設(shè)計(jì)PN序列的方法對(duì)于流加密/解密是非常有用的。N計(jì)數(shù)分頻決定LFSR輸出的1個(gè)特定PN序列(對(duì)應(yīng)特定選擇的反饋支路集合)的長度。N最大值是255。也可以采用4位PN序列(替代3位PN序列)為MUX提供控制字，這將增強(qiáng)復(fù)雜性，從而產(chǎn)生碼字保密。此種情況下，采用16：1 MUX，在其輸入有16個(gè)可能的反饋組合的集合。