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追崇拉丁方:由正交元胞自动机生成极大周期序列

密码学与安全 2021-06-16 v1 离散数学 形式语言与自动机理论

摘要

正交元胞自动机(OCA)近期在文献中被研究作为一种构造正交拉丁方的新方法,用于秘密共享方案等密码学应用。在本文中,我们考虑将OCA用于一项不同的密码学任务,即伪随机序列的生成。其思路是迭代一个动力系统,其中一对OCA的输出作为反馈,作为叠加方上的新坐标集。主要优势在于OCA能确保所生成序列中具有一定程度的扩散性,这一性质通常是传统基于CA的伪随机数生成器所缺失的。我们研究了寻找具有极大周期的OCA对的问题,首先针对直径 d=5d=5 的局部规则进行穷举搜索,然后聚焦于线性双置换规则的子类。在此情形下,我们根据可逆Sylvester矩阵生成的子群的阶来刻画序列的周期。最后,我们设计了一种基于拉格朗日定理的算法,以高效枚举直径 d=11d=11 以内所有极大周期的线性OCA对。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.07750,
  title  = {Hip to Be (Latin) Square: Maximal Period Sequences from Orthogonal Cellular Automata},
  author = {Luca Mariot},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.07750},
  year   = {2021}
}

备注

16 pages, 3 figures, 2 tables