Программная реализация LFSR

Программные реализации LFSR медленны и быстрее работают, если они написаны на ассемблере, а не на C. Одним из решений является использование параллельно 16 LFSR (или 32, в зависимости от длины слова вашего компьютера). В этой схеме используется массив слов, размер которого равен длине LFSR, а каждый бит слова массива относится к своему LFSR. При условии, что используются одинаковые многочлены обратной связи, это может дать заметный выигрыш производительности. Вообще, лучшим способом обновлять сдвиговые регистры является умножение текущего состояния на подходящие двоичные матрицы [901].

Схему обратной связи LFSRможно модифицировать. Получающийся генератор не будет криптографически более надежным, но он все еще будет обладать максимальным периодом, и его легче реализовать программно [1272]. Вместо использования для генерации нового крайнего левого бита битов отводной последовательности выполняется XOR каждого бита отводной последовательности с выходом генератора и замена его результатом этого действия, затем результат генератора становится новым крайним левым битом (см. Рис. 16-5). Иногда эту модификацию называют конфигурацией Галуа. На языке C это выглядит следующим образом:

#define mask 0x80000057

static unsigned long ShiftRegister=1;

void seed_LFSR (unsigned long seed)

{

if (seed == 0) /* во избежание беды */

seed = 1;

ShiftRegister = seed;

}

int modified_LFSR (void)

{

if (ShiftRegister & 0x00000001) {

ShiftRegister = (ShiftRegister ^ mask >> 1) | 0x8000000;

return 1;

} else {

ShiftRegister >>= 1;

return 0;

}

}

Рис. 16-5. LFSR Галуа.

Выигрыш состоит в том, что все XOR можно сделать за одну операцию. Эта схема также может быт распараллелена, а полиномы различных обратных связей могут быть различны. Такая конфигурация Галуа может дать выигрыш и при аппаратной реализации, особенно в виде СБИС. Вообще, при использовании аппаратуры, которая хорошо выполняет сдвиги применяйте конфигурацию Фиббоначи, если есть возможность использовать параллелизм, применяйте конфигурацию Галуа.