Генератор псевдослучайных чисел Советский патент 1981 года по МПК G06F7/58 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в кодирующих устройствах линий связи, требующих высокой крипто графической стойкости сообщений. По основному авт св. D 524175 известен Генератор псевдослучайных чисел, содеркащий генератор тактовых импулБСов, выход которого подключен к т актовому входу п - разрядного регистра сдайга. Шлходы последнего и одного .или нескольких промежуточных разрядов регистра, сдвига соединены со входами сумматора по модулю два выход которого подключен к информационному входу первого разряда регистра .сдвига.. Инверсные выходы всех разрядов регистра сдвига, креме последнегог соединены со входгши- логического эле мента И, выход которого соединен с одним из входов сумматора по модулю два. Регистр сдвига с сумматором по М(рдулю два и элементом И в цепИ обратной связи образуют генёра тор не повторяющихся в цикле псёвдослучайных чисел. Выходы всех разрядов регистра сдвига подключены к первым входам блока сумматора по модулю два, ко .вторым входам которого-подключены соответствующие выходы Irt-разрядного счетчика, а на выходах формируются псевдослучайные числа Однако данный генератор обладает относительно низкой криптографической стойкостью, поскольку при известной структуре цегш обратной связи регист.ра сдвига для однозначного определения содержимого последнего требуется не более двух ск1вжн|1Х псевдослучайных чисел, которые сравнительно просто определяются методом вероятных слов. Цель изобретения - расширение функциональных возможно :тей генератора за счет повышения его криптографической .стойкости Поставленная цель достигается за счет того, что в генератор псевдослучеъйных чисел дополнительно введены элемент И и п - входовой сумматор по модулю два, входы которого соединены с выходами п - разрядного регистра сдвига соответственно, первый вход элемента И соединен с выходом п - входного сумматора по Модулю два, второй вход элемента И подключен к выходу генератЪра тактовых импульсов. а выход элемента И соединен со счетным входом счетчика. Изменение содержимого счетчика происходит в том случае, если в регистре сдвига находится нечетное чис ло единиц. Моменты изменения содержимого счетчика распределены в пределах периода случайно и равномерно, что значительно затрудняет возможность определения состояния регистра сдвига и, тем самым, повьииает крипто графическую стойкость генератора. На чертеже приведена структурная схема генератора псевдослучайных чисел. Генератор содержит генератор 1 тактовых HMnyjfbcoB, выход которого подключен к тактовому входу п - разрядного регистра два сдвига . Выход последнего и одного или нескольких промежуточных разрядов регистра 2 содвига соединен со входами сумматора 3 по модулю два, выход которого подключен к инфopмaциoннo ty входу первого разряда регистра 2 сдвига. Инверсные выходы всех разрядов регистра- 2 сдвига, кроме последнего, соединены со входами логического эле мента И 4, выход которого соединен с одним из выходов сумматоров 3 по .модулю два. &лходы всех разрядов регистра 2 сдвига и первых п разрядов га - разрядного двоичного счетчика 5 (щ и п числа взаимно простые ). подключены ко входам блока бц - тора по модулю два,выходы которых по ключены к выходам генератора псевдослучайных чисел..Входы сумматора 7 по модулю дв§ соедкне ы с выходами п разрядов регистра 2 сдвига, ааход сумматора 7 по модулю два подключен к первому входу элемента И 8, вто-. рой вход которого соединен с выходом генератора 1 тактовых импульсов а выход подключен к тактовому входу m - разрядного двоичного счетчика 5. Генератор работает следующим обра зом. .8 исходном состоянии в регистр 2 сдвига и счетчик 5 заносятся произвольные двоичные числа ( цепи записи не показаны). По переднему фронту тактового импульса, поступающего с выхода генёра тора 1 тактовых импульсов, происходи сдвиг содержимого каждого предыдущег разряда регистра 2 в последующий, а сумматор 3 по модулю два в цепи обратной связи производит вычисление последующего значения первого раз-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 иьюет нечетное число единиц, что определяется с помощью сумматора 7 по модулю два. В противном случае изменение содержимого Ьчётчика 5 не происходит. В каждом такте работы на выходах блока .i- 6и сумматоров по модулю два фор мируется псевдослучайное число,представляющее из себя сумму по модулю два содержимого регистра 2 сдвига и содержимого первых ш-разрядов т-разрядного счетчика 5. Числа разрядов п и m выбраны не равньгони н взаимно простыми для увеличения периода повторения выходной после- д(овательности. 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 передаваемых сообщений. Формула изобретения Генератор псевдослучс1йных чисел по авт.св. № 524175, отличающийся тем, что, с целью pacniHgeния его функциональных возмсясностей за счёт повышений криптографической стойкости, в него дополнительно .введены элемент И и п - входовой сумматор по модулю два, выходы которого соединены с выходами ячеек п - разрядного регистра сдвига соответственно, первый вход элемента И соединен с выходом п - входового сумматора по модулю два, второй вход элемента И подключен к snoopy генератора тактовых импульсов, а вахоя элемента И соединен со счетным входом счетчика. Источи шеи информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № 524175, кл. G Об F Т/58, 1952 (про-, тотип).