祖冲之算法（ZUC |
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祖冲之算法（ZUC
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祖冲之算法
1、算法原理
算法整体结构分为上中下三层。上层为线性反馈移位寄存器LFSR，中层为比特重组BR，下层为非线性函数F。
LFSR包括16个31比特寄存器单元s0s15~。LFSR的运行模式有两种：初始化模式和工作模式。 初始化模式下，LFSR接收一个31比特字u，u由非线性函数F的32比特输出W舍弃最低位（右移一位）得到。初始化模式下LFSR进行如下操作： LFSRWithInitialisationMode(u) { v = (2^15)*s[15]+(2^17)*s[13]+(2^21)*s[10]+(2^20)*s[4]+(1+2^8)*s[0] mod (2^31-1); s[16]=(v+u) mod (2^31-1); if (s[16]==0) s[16]=2^31-1; (s[1],s[2],...,s[16])-→(s[0],s[1],...,s[15]); }工作模式下LFSR无输入，进行如下操作： LFSRWithWorkMode() { s[16] = (2^15)*s[15]+(2^17)*s[13]+(2^21)*s[10]+(2^20)*s[4]+(1+2^8)*s[0] mod (2^31-1); if (s[16]==0) s[16]=2^31-1; (s[1],s[2],...,s[16])-→(s[0],s[1],...,s[15]); } （2）比特重组BR设BR的输入为LFSR的s[0]~s[15]，输出为4个32比特字X0，X1，X2，X3。计算过程如下： BitReconstruction() //H表示截取高16位，L表示截取低16位，||表示连接 { X0=(s[15]~H)||(s[14]~L); X1=(s[11]~L)||(s[9]~H); X2=(s[7]~L)||(s[5]~H); X3=(s[2]~L)||(s[0]~H); } （3）非线性函数F非线性函数的输入为3个32比特字X0，X1，X2，输出为一个32比特字W。计算过程如下： F(X0,X1,X2) { W=(X0^R1)+R2; W1=R1+X1; W2=R2^x2; R1=S(L1((W1~L)||(W2~H))); R2=S(L2((W2~L)||(W1~H))); } // |
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