24、自同步流密码Moustique详解

自同步流密码Moustique详解

一、自同步流加密概述

1.1 定义

在按位操作的流加密中，每个明文位 $m_t$ 通过与密钥流位 $z_t$ 进行模 2 加法加密得到密文符号 $c_t$，公式为：
$c_t = m_t \oplus z_t$

解密则是：
$m_t = c_t \oplus z_t$

在单比特自同步流加密中，密钥流符号 $z_t$ 是将密码函数 $f_c$ 应用于密文流的一个窗口（索引范围为 $[t - n_m, t - (b_s + 1)]$）和一个 $n_k$ 位的密钥 $K$ 的结果，即：
$z_t = f_c K $

其中，$n_m$ 称为输入记忆，$b_s$ 称为密码函数延迟。对于明文的前 $n_m$ 位加密，由于没有可用的密文位，这些位由初始化向量（IV）代替，该向量必须在发送方和接收方之间共享，并且可以是公开的：
$c_{-n_m} \cdots c_0 =$ 初始化向量（IV）

一般来说，使用不同的 IV 值对同一明文进行加密会得到不同的密文。但需要注意的是，如果 IV 值仅在前 $\ell$ 位不同，两个密文相等的概率为 $2^{-\ell}$；如果 IV 值仅在最后 $b_s - \ell$ 位不同，密文的前 $\ell$ 位将肯定相同。

自同步流密码虽然名称如此，但实际上更类似于分组密码，而不是同步流密码。攻击者可以针对选定的输