14、Sosemanuk：面向软件的快速流密码解析

Sosemanuk：面向软件的快速流密码解析

1. Sosemanuk的基本设计

Sosemanuk是一种面向软件的快速流密码，在设计上有诸多独特之处。
- LFSR选择 ：选择长度为10的线性反馈移位寄存器（LFSR）是合适的，其384位的内部状态长度足够，且为了高效实现，只需展开20步。整个内部状态可放入12个寄存器，能很好地适配新的AMD64架构。
- 反馈多项式 ：设计标准与SNOW 2.0类似，反馈多项式需尽可能稀疏，选择形式为(\pi(X) = c_0X^{10} + c_aX^{n - a} + c_bX^{n - b} + 1)的本原多项式，其中(0 < a < b < 10)。系数(c_0)、(c_a)和(c_b)优选为({1, \alpha, \alpha^{-1}})中的元素，这些元素对应于(F_{2^{32}})中的高效乘法。同时，({c_0, c_a, c_b})必须包含至少两个不同的非二进制元素，且(a)和(b)要与LFSR长度互质。最终确定(a = 3)，(b = 9)，(c_0 = \alpha)，(c_3 = \alpha^{-1})，(c_9 = 1)，该多项式满足所有条件。

2. 有限状态机（FSM）设计

• Trans函数 ：选择该函数时考虑了减少缓存压力，且要在现代处理器上运行快速。它由32位乘法和按位旋转组成，32位乘法能实现良好的数据混合，按位旋转可避免输入和输出的最低有效位之间存在线性关系。不过，Trans函数中的操作与FSM中其他操作（如(Z_{2^{32}})上的加