2、CryptMT3流密码：高速与安全的结合

CryptMT3流密码：高速与安全的结合

1. 引言

在流密码领域，伪随机数生成器（PRNG）至关重要。我们假定PRNG以软件形式实现，运行平台为具备充足内存和快速整数乘法能力的32位CPU。我们提出将大型状态线性生成器（母生成器）与带记忆的滤波器相结合的方案。

在之前的方案中，母生成器选用Mersenne Twister，它通过F2线性递归生成32位整数序列。滤波器通过特定的函数进行状态转换和输出。这种方案形成了CryptMT版本1（CryptMT1），且尚未有针对该生成器的攻击报告。后续引入的CryptMT版本2和版本3，主要目的是提升初始化和生成的速度。

2. CryptMT3：基于128位操作的新变体

现代CPU通常具备单指令多数据（SIMD）操作能力，一般将四个32位寄存器视为一个128位寄存器。CryptMT3是对CryptMT版本1的改进，以适配高速SIMD操作。

2.1 符号说明

为了清晰表示128位整数，我们规定用粗斜体字母x表示128位整数，它由四个32位寄存器x[3]、x[2]、x[1]、x[0]从最高有效位（MSB）到最低有效位（LSB）依次拼接而成。

对于128位寄存器的操作，若针对每个32位整数执行，则用下标32表示，例如：

x +32 y := [(x[3] + y[3]), (x[2] + y[2]), (x[1] + y[1]), (x[0] + y[0])]

类似地，右移操作也有相应表示：