祖冲之算法：ZUC-256草案(中文版).pdf

简介：
本资料为《ZUC-256草案》的中文版本，详细介绍了由我国自主研发的密码算法——祖冲之算法(ZUC)，适用于信息安全领域专业人士研究使用。 祖冲之算法（ZUC-256）是一种在无线通信领域广泛应用的加密技术，特别是在3GPP标准中的应用尤为广泛。该算法基于祖冲之流密码，并扩展为支持使用256位密钥及初始化向量来确保数据的安全传输和完整性保护。 核心部分包括线性反馈移位寄存器（LFSR）与有限状态机（FSM）。其中，LFSR通过特定的线性函数生成伪随机序列，而FSM则根据输入的密钥以及由LFSR产生的序列来控制整个加密过程。ZUC-256算法的启动需要一个包括32字节长的256位密钥、184位初始化向量（IV）和一组7位的数据输入。 具体来说，密钥K是一个包含32个8比特单元组成的序列；而IV则由前16个8比特单元及后8个6比特单元构成。这些参数共同决定了加密过程的初始状态，并且在算法执行过程中与数据一起参与计算。 ZUC-256通过一系列位操作，如移位、异或和模运算等来实现其核心功能。例如，在进行左移时（x ≪ n），所有比特向左移动n个位置；而在右移时(x ≫(64 − n))，则将x的所有位向右移动指定数量的位置并填充0值。 此外，ZUC-256还采用BR操作来更新LFSR的状态。这一机制通过根据当前状态生成新的输入数据，并以此为基础调整后续的加密步骤，从而提高了算法的安全性与复杂度。 综上所述，基于线性和非线性的数学原理设计而成的祖冲之（ZUC-256）提供了一种既高效又安全的数据保护方案。在3GPP制定的5G标准中被广泛采用来确保用户数据加密和认证需求得到满足，从而保障无线通信的安全性与可靠性。因此，对于从事相关工作的工程师和技术人员来说，深入理解并掌握ZUC-256算法是非常重要的。