21、新型密钥流生成器MUGI：原理、特性与安全分析

新型密钥流生成器MUGI：原理、特性与安全分析

1. 引言

在密码学领域，密钥流生成器（KSG）是保障信息安全的重要工具。MUGI作为一种新型的KSG，具有独特的设计和良好的性能。本文将深入探讨MUGI的相关特性、工作原理以及安全性能。

2. 巴拿马类密钥流生成器（PKSG）

2.1 PKSG的定义

PKSG是一种满足特定条件的密钥流生成器。它由内部状态机和输出滤波器组成，内部状态机包含两个内部状态：状态a和缓冲区b，以及它们的更新函数ρ和λ。具体定义如下：
1. ρ包含一个使用缓冲区b的部分作为参数的SPN变换，即a(t + 1) = ρ(a(t), b(t))。
2. λ是一个使用状态a的一部分作为参数的线性变换，即b(t + 1) = λ(b(t), a(t))。
3. 输出滤波器f输出状态a的一部分，通常不超过a的比特数的1/2。

2.2 MUGI组件的选择

MUGI是一个具有PKSG结构的KSG。为了选择MUGI的组件，我们借鉴了其他经过充分评估的强密码原语，采用了AES的一些组件，如替换表S - box和线性变换，这有助于提高MUGI的安全性。

2.3 MUGI与Panama的区别

MUGI的设计旨在实现以下两个目标：
1. 硬件实现的高效性，特别是实现门级高效的硬件设计。
2. 比Panama更易于评估。
为了实现这些特性，MUGI将基本数据大小从256位降低到64位，并采用8位替换表来提高ρ的安全性。此外，在ρ中采用扩展Feistel网络代替简单的SPN结构，以简化评估过程。

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