49、高速无卷绕ZUC核心与3G移动电话隐私威胁分析

高速无卷绕ZUC核心与3G移动电话隐私威胁分析

在当今的数据传输和通信安全领域，加密技术和用户隐私保护至关重要。本文将介绍一种用于100Gbps数据传输的高速无卷绕ZUC核心，同时分析3G移动电话中用户隐私面临的威胁及相关解决方案。

高速无卷绕ZUC核心

为了实现高速数据传输中的加密需求，研究人员提出了x2 - ZUC和x3 - ZUC两种无卷绕架构的ZUC核心。

在x2 - ZUC中，涉及到一系列的算术运算，具体如下：
1. Ur - W1 = R1⊞Ur - X1
2. Ur - W2 = R2⊞Ur - X2
3. Ur - R1 = S(L1(Ur - W1L ⊕Ur - W2H))
4. Ur - R2 = S(L2(Ur - W2L ⊕Ur - W1H))
5. W1 = Ur - R1 ⊞X1
6. W2 = Ur - R2 ⊞X2
7. R1 = S(L1(W1L ⊕W2H))
8. R2 = S(L1(W2L ⊕W1H))

从这些运算可以发现，有限状态机（FSM）中的关键时序路径包含两个32位加法器和两个8位S盒。由于该路径比线性反馈移位寄存器（LFSR）中的路径长，因此x2 - ZUC的工作频率由该路径决定。当获取到四个寄存器的值后，可以按照以下方式计算FSM的输出和64位密钥流：
1. OW1 = (X0 R1) ⊞R2
2. OW2 = (Ur - X0 Ur - R1)⊞Ur - R2
3. Z1 = OW1 X3
4. Z2 = OW2 Ur - X3

凭借无卷绕架构，每个时钟周期可以获得64位