产生复杂码序列的新LFSR基电路(07-100)

　　一个LFSR由1个移位寄存器和1个反馈网络(或1个奇偶)组成，反馈网络仅由模2加法器(XOR门)组成。反馈网络输出加到移位寄存器输入。当输入的偶数是逻辑0时反馈网络提供输出逻辑0，当输入奇数是逻辑1时反馈网络产生逻辑1。触发器数和连接到反馈网络的触发器输出选择确定所产生PN序列的长度和特性。移位寄存器的所有触发器由同一时钟驱动。除硬件复杂性之外，在达到码同步(发射器和接收器之间)时这些序列运行良好。

　　m序列长度(N)由下式给出：

　　N=2m-1

　　其中m是移位寄存器的级数(也称之为寄存器长度)。

　　图2示出具有3级(m=3)的m序列工作。由Q1，Q2，和Q3表示3个触发器的状态，从图中可见反馈和等Q1和Q3的模2和。每一个触发器的输出连接到下一个触发器的输入。在每个时钟脉冲，每个触发器的状态移位到下一个。

　　图2 普通的级m序列产生器

　　基于LFSR的流密码给出良好的数据保密性，所提供的移位寄存器的长度是长的。尽管软件实现是不经济的，但结果表明硬件实现容易和简单。对于低成本保密系统的开发，这种电路是相当有吸引力的。有各种采用LFSR的流密码方法，各有其优缺点。在各种方法中，与未加密电文同步产生PN序列是重要的。在发射器中，所产生的PN序列(用做密钥Key)与未加密电文XOR产生密码电文。在接收器，同样的PN序列或Key与密码电文XOR重新产生原来的未加密电文。

　　用LFSR产生的m序列码不适合较低长度LFSR保密。假若用具有一些反馈支路的n位移位寄存器产生长度(2n-1)位的m序列码，若知道码字的2n位，则可以定位反馈支路。这种情况下窃听变得容易。现已开发出一些新颖技术改善PN序列保密性，并有一些专利发布。

　　然而，这些新颖技术的大多数的LFSR反馈电路是固定的，因此容易发现密码或干扰机。本文给出一种更保密的m序列产生器，其反馈支路保持在伪随机状态下变化，使得所产生的码相当复杂。除产生的码复杂外，电路的简单性使此电路吸引着低成本、保密消息通信应用。