Генератор псевдослучайных чисел

 

Сеюз Сеаетскнк

Сещиалистююскиэ

Реслублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ОВПЬСТВУ (61}ДОполмительное к азт.сеид-эу 9 524175

«»883901 р1 }м. к.з (22) Заявлено 040390 (21} 2890162/18-24

G 06 F 7/58 с присоединением заявки Nt

ГесударстэеккмФ комитет.СССР ае ямам кзебретенмк а еткрыткй (23) Г1риорнтет

Опубликовано 233,1.81 Вюллетемь М 43 (53} УДК 681. 325 (088. 8) Дата опубликования олнсания 23.1181 (72) Лвтори изобретения

Кировский политехнический институт (71) Заявитель (5 4) ГЕНЕРАТОР aCZagpCnnaaggZ ЧИСЕЛ ключеки-ооотзетствувщие выходы !

8-разрядного счетчика, а на выходах формируются псевдослучайные числа (ij.

Однако данный генератор обладает относительно низкой криптографической стойкостъю, поскольку при известной структуре цепи обратной связи регист.ра сдвига для однозначного определенкл содержимого последнего требуется не более двух сжежных псевдослучайных чисел, которые сравнительно просто определяются методой вероятных слов.

Цель изобретения - расиаирение

Функциоиалънык воэможностей генератора эа счет позыяения его криптографической .стойкости

Поставленная цель достигается эа счет -того, что в генератор псевдослучайных чисел дополнителъно введены элемент И и n — входовой сумматор по модулв два, входы которого соединены с выходаэя n - разрядного регистра сдвига соответственно, первый вход элемента И соединен с выходом

n - входного сумматора по модулй два, второй вход элемента И подключен к

:выходу. генератора тактовых импульсов, Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано s кодирующих устройствах линий связи, требующих .высокой кркпто -. графической стойкости сообщений.

Но основному авт св. 9 524175 известен генератор псевдослучайных чисел, содержащий генератор тактовых импулзсов, выход которого под- . ключен к тактовому входу n " "разрядного регистра сдвига. Выходы пос-. леднего к одного .илк нескольких про межуточных разрядов регистра. сдвига соединены со зходамн: сумматора по модулю два,выход которого подключен к информационному входу первого разряда регистра .сдвига.

Инверсные выходы всех разрядов регистра сдвига, кроме последнего, соединены со входами логического зле 26 мента И, выход которого соедннвн с одним из входов суюеатора по модулю два. Регистр сдвига с сумматором по м9дулю два it элементом И в цели обратной связи образуют генератОр неповторяющихся в цикле псевдослучайных чисел. Выходы всех "разрядов регистра сдвига подключены к первым входам блока сумматора по модулю два, ко вторым входам которого-под- З©

I 1 .:В. 7, Ланских,, В.В. Сумин, В.A.Ирянишни1сов и A.Ì. Ëàíoêèõ

883ЭО1 а выход элемента И соединен со счетным входом счетчика.

Изменение содержимого счетчика происходит в том случае, если в регистре сдвига находится нечетное чйсло единиц, Моменты изменения содержимого счетчика распределены в пределах периода случайно и равномерно, что значительно затрудняет возможность определения состояния регистра сдвига и, тем самым, повышает крипто° графическую стойкость генератора.

На чертеже приведена структурная схема генератора псевдослучайных чисел.

Генератор содержит генератор 1 тактовых импулЪсов, выход которого 15 подключен к тактовому входу п разрядного регистра два сдвига. ВйхоЦ последнего и одного или нескольких промежуточных. разрядов регистра 2 сдвига соединен со входами сумматора Щ

3 по модулю два, выход которого подключен к информационному входу первого разряда регистра 2 сдвига.

Инверсные выходы всех разрядов регистра 2 сдвига, кроме последнего, 2( соединены со входами логического элемента И 4, выход которого соединен с одним из выходов сумматоров 3 по ,модулю дв@. Выходы всех разрядов регистра 2 сдвига и первых п « разрядов m - разрядного двоичного счетчика 5 (щ и л числа взаимно простые ). подключены ко входам блока 6 — Ь сумма.тора по модулю два,выходы которых "подключены к выходам генератора псевдослучайных чисел. Входы сумматора 7

/ по модулю два соединены с выходами п разрядов регистра 2 сдвига. Выход сумматора 7 по модулю два подключен к первому входу элемента И 8, вто-, рой вход которого соединен с выходом 49 генератора 1 тактовых импульсов, а выход подключен к тактовому входу

m - разрядного двоичного счетчика 5.

Генератор работает следующим обра. з ом. 45

В исходном состоянии в регистр 2 .сдвига и счетчик 5 заносятся произвольные двоичные числа { цепи записи не показаны) .

По переднему фронту тактового им- ар пульса, поступающего с выхода генератора 1 тактовых импульсов, происходит сдвиг содержимого каждого предыдущего разряда регистра 2 в последующий, а сумматор 3 по модулю два в цепи об" ратной oíÿçg производит вычисление последующего значения первого раэ ряда. По заднему фронту тактового импульса, поступающего на второй вход элемента И 8, при наличии разрешающего потенциала на первом его входе происходит увеличение на единицу содержимого счетчика 5.

Разрешающий потенциал появляется. на первом входе элемента И 8 в том случае, если содержащаяся в регистре

2 двоичная комбинация имеет нечетное число единиц, что определяется с помощью сумматора 7 по модулю два. В противном случае изменение содержимого счетчика 5 не происходит. В каждом такте работы на выходах блока б - g, „ сумматоров по модулю два формируется псевдослучайное число,. представляющее иэ себя сумму по модулю два. содержимого регистра 2 сдвига и содержимого первых n=разрядов m-разрядного счетчика 5. Числа разрядов и и m выбраны не равными и взаимно простыми для увеличения периода повторения выходной послеповательности.

Использование предлагаемого изобретения позволяет значительно повысить криптографическую стойкость генератора псевдослучайных чисел, что обеспечит возможность применения его в кодирующих устройствах линий связи, требующих высокой степени криптографической защиты передаваеьмх сообщений.

Формула изобретения

Генератор псевдослучайных чисел по авт.св. Р 524175, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расШирения его функциональных возможйостей за счет повышения криптографической стойкости, в него дополнительно введены элемент И и n — входовой сумматор по модулю два, выходы которого соединены с выходами ячеек n - разрядного регистра сдвига соответственно, первый вход элемента И соединен с выходом n — входового сумматора по модулю два, второй вход элемента И подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход элемента И соединен со счетным входом счетчика.

Источники информации, принятые во, внимание при экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР

Р 524175, кл. G 06 F 7/58, 1952 (про готип) .

883901

Составитель A. Карасов

Редактор Н.Рогулич Техред Ж.Кастелевич Корректор: С екмаР

3акаэ 10233/74 Тирик 748 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва,X-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.укгород, ул, Проектная, 4