[发明专利]非线性反馈移位寄存器以及用于非线性签名生成的方法

说明书

本发明涉及一种非线性反馈移位寄存器，其具有一系列串联的触发器，这些触发器相互连接以借助具有至少一个运算器的至少一个信号反馈来生成至少一个多项式。

另外本发明还涉及用于非线性签名生成的一种方法，尤其用于密码应用，其中该签名借助非线性反馈移位寄存器而被建立。

现有技术

为了出于测试目的的签名生成，尤其为了错误识别而生成线性签名，以识别一个或多个功能错误。当线性签名生成对于这种错误识别通常并且还完全是足够的时，非线性签名对于密码方法是有利的，比如所谓的散列函数。在非线性签名中所利用的是，由签名仅仅能够非常困难地计算原始的数据，或者非常难以能够如此来操作数据，使得如果基于相同的起始状态以及与起始状态的已知偏差，就能够由原始数据和所操作的数据来生成相同的签名。

从而有利的是，非线性地生成签名，或者在电路中引入一种非线性。标准类型的以及模块化类型的移位寄存器和这种方法是已知的。通常该运算器在此实施一种异或逻辑运算，由此产生一种线性反馈。通过采用一种（上述的）散列函数来代替该移位寄存器，可以实现非线性。但散列函数仅在高耗费下才能实现，其中需要大量的计算和大的存储器。

代替地可以在信号反馈中代替线性运算器而设置一种非线性运算器，其比如实施与非、或非、与、或或其他的非线性函数。由此虽然所述签名生成整体上变成非线性的，但从而可能失去具有初始多项式的线性反馈移位寄存器的有利特征。线性反馈移位寄存器的有利特征在于，实现了除“000...0”之外的全部占用。通过采用非线性运算器，从而能够实现较少的状态并提高了把不同的数据映射为相同签名的概率。

本发明的公开

本发明特征在于，把非线性反馈移位寄存器的触发器相连接，以利用至少一个切换运算器来生成至少两个不同的多项式，其中该切换运算器根据一个输入信号在多项式之间进行切换。通过用触发器对信号反馈的相应连接，可以实现不同的多项式。利用触发器并尤其利用信号反馈而连接的切换运算器根据输入信号从而作用于该移位寄存器，使得按照输入信号而采用不同的信号反馈以及信号反馈的不同支路。通过根据输入信号而进行的切换，产生了非线性，或者如果该输入信号在生成该签名期间至少一次地切换，那么借助移位寄存器而建立的签名被非线性地生成。如果一个或多个信号反馈的一个或多个运算器本身实施线性的、优选异或函数，那么这也是尤其适用的。该或这些运算器符合目的地从而作为一个或多个线性运算器来构造。作为输入信号符合目的地采用了要借助移位寄存器而压缩的数据信号。

有利的是切换运算器作为具有非线性布尔函数的多路复用器来构造。该多路复用器在特殊情况下可以作为与运算器来构造，并从而在输入信号和所选择的输入之间实施与函数。

该多路复用器符合目的地还与至少一个触发器的输出或者与信号反馈的线性运算器的输出有效连接。从而该多路复用器被输入了触发器的输出信号或者该线性运算器的输出信号。其中“有效连接（wirkverbunden）”可以理解为，该连接直接或间接地、比如通过另一（线性）运算器而存在。

另外还规定，该多路复用器的输出与触发器的输入有效连接，由此信号反馈被闭合。

为了借助有利的非线性反馈移位寄存器通过该输入信号来形成签名，有利地设置了该输入信号到该移位寄存器的附加的异或输入耦合。其中优选地该输入信号与触发器的、优选串联的第二触发器的输入异或（antivalent）连接。由此保证了移位寄存器的所有过渡都与输入信号相关。

代替地，附加地将多个输入信号或者所述一个输入信号多重地平行输入耦合到该移位寄存器中，其中那么输入信号相应地与不同触发器的输入异或连接。

根据本发明的一个有利改进而规定，该切换运算器如此来构造，使得它附加地根据移位寄存器的状态、或者根据最后触发器的输出、和/或根据在多项式之间的密钥来切换。

另外还规定，移位寄存器或触发器如此来连接，使得通过该切换运算器的切换而附加地改变为了形成信号而使用的触发器的数量。

最后规定，触发器为形成初始多项式而相互连接。由此保证了，在该起始状态被再次采用之前，对于该输入信号实现除了值“000...0”之外对该移位寄存器的占用。

本发明方法的特征在于，在非线性反馈移位寄存器中集成了至少两个不同的线性反馈移位寄存器，在其之间根据一个输入信号来切换。这两个线性反馈移位寄存器分别形成了一个优选的初始多项式，其单独地导致一个线性签名。通过根据输入信号在多项式以及线性反馈移位寄存器之间的切换，以简单的方式和方法来实施非线性签名形成。