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流密码最早主要广泛应用于政治、军事和外交等领域,目前已扩展到民用领域,如遥测数据的加密发送和接收等。流密码研究的关键问题之一是密钥流生成器的构造和设计。如何设计伪随机性好、码量大、易于产生的密钥流生成器是密码学者们重点关注的课题。论文研究了密钥流生成器的设计、伪随机序列的特性和测试、流密码在PCM/FM再入遥测系统中的应用等问题。所做的主要工作和取得的结论包括以下几个方面:1.采用序列组合方式,设计一种随机组合式密钥流生成器,它由多个LFSR组成,其中一个LFSR控制另外多个LFSR。该生成序列与各线性移位寄存器级数之间的关系是:生成序列{s}的周期p_x=p_s1p_s2……p_sn,其中P_s_i＝2~n_i－1是第i个线性移位寄存器生成的m序列{s}的周期,ni为第i个线性移位寄存器的级数;序列{s }的线性复杂度其中Ls i = ni,Ls i为各线性移位寄存器生成的m序列{s}的线性复杂度,即各LFSR的级数;序列{s}的自相关函数,其中C_s(τ)为各线性移位寄存器生成的m序列的自相关函数,还给出了生成器周期和线性复杂度的上下界。2.基于钟控原理,设计一种互控-钟控生成器,该生成器由三个线性移位寄存器组成,且各LFSR相互控制。分析该生成器的周期、线性复杂度等性质,并利用极小多项式的思想对其线性复杂度进行证明。分析结果表明该生成器的周期和线性复杂度均优于衮特生成器和停走生成器。3.针对遥测系统,提出遥测数据同步加密和自同步加密两种方案。密钥流由互控-钟控生成器生成,该生成器的初始密钥是由chebshev映射生成的混沌序列。分析了这两种加密方案的同步性能及加密强度,结果表明以混沌序列作为生器的初始密钥使得密钥的破解更加困难,加密强度比混沌序列加密和密钥流生成器生成序列加密更强。最后将两种加密方案在Gauss和Rice信道模型下进行仿真,结果表明,在码速率相同、小信噪比情况时,自同步加密方案的误码率低于同步加密方案。