22、MICKEY流密码：设计、原理与安全性分析

MICKEY流密码：设计、原理与安全性分析

1. 引言与概述

在资源受限的硬件平台上，对于高效且安全的流密码需求日益增长。MICKEY流密码家族应运而生，它是为响应2005年ECRYPT的“流密码原语征集”而设计的，目标是适用于“Profile 2”，即资源受限的硬件平台。该家族算法旨在实现低硬件复杂度的同时，提供高水平的安全性。

MICKEY算法有两个变体：MICKEY（80位密钥）和MICKEY - 128（128位密钥）。其名称“Mutual Irregular Clocking KEYstream generator”体现了原始设计概念，算法围绕两个寄存器R和S展开，每个寄存器有两种由控制位选择的时钟模式。控制位由两个寄存器的位组合形成，R寄存器可作为Galois步进反馈移位寄存器进行1次或J次时钟操作，而S寄存器则以非线性方式时钟。通过组合R和S寄存器的位生成连续的密钥流位，R的线性特性确保了良好的统计特性和周期保证，S的非线性特性则抵御了针对线性系统的攻击。

2. 设计原则

2.1 R寄存器的可变时钟机制

R寄存器有一组反馈抽头RTAPS，根据控制位CONTROL BIT R的值以两种方式时钟：
- 当CONTROL BIT R = 0时，R进行标准的线性反馈移位寄存器时钟操作（Galois风格反馈），对应特征多项式$C_R(x) = x^n + \sum_{i\in RTAPS} x^i$，并将INPUT BIT R异或到反馈中。
- 当CONTROL BIT R = 1时，除了将寄存器中的每个位右移，还将其异或回当前阶段，相当于在$GF(2^n)$域中乘以$x + 1$。

特征