On Cryptographic Properties of LFSR-based Pseudorandom Generators


Zenner, Erik


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URL: http://ub-madoc.bib.uni-mannheim.de/1069
URN: urn:nbn:de:bsz:180-madoc-10696
Document Type: Doctoral dissertation
Year of publication: 2004
Publishing house: Universität Mannheim
Evaluator: Lucks, Stefan (PD)
Date of oral examination: 24 November 2004
Publication language: English
Institution: School of Business Informatics and Mathematics > Theoretische Informatik (Krause)
Subject: 004 Computer science, internet
Classification: CCS: E.3 ,
Subject headings (SWD): Kryptologie , Informationstheorie , Chiffrierung , Pseudozufallszahlen / Zufallsgenerator , Stromchiffre
Keywords (English): Cryptology , Information Theory , Encryption , Pseudorandom Numbers / Pseudorandom Generators , Stream Ciphers
Abstract: Pseudorandom Generators (PRGs) werden in der modernen Kryptographie verwendet, um einen kleinen Startwert in eine lange Folge scheinbar zufälliger Bits umzuwandeln. Viele Designs für PRGs basieren auf linear feedback shift registers (LFSRs), die so gewählt sind, dass sie optimale statistische und periodische Eigenschaften besitzen. Diese Arbeit diskutiert Konstruktionsprinzipien und kryptanalytische Angriffe gegen LFSR-basierte PRGs. Nachdem wir einen vollständigen Überblick über existierende kryptanalytische Ergebnisse gegeben haben, führen wir den dynamic linear consistency test (DLCT) ein und analysieren ihn. Der DLCT ist eine suchbaum-basierte Methode, die den inneren Zustand eines PRGs rekonstruiert. Wir beschließen die Arbeit mit der Diskussion der erforderlichen Zustandsgröße für PRGs, geben untere Schranken an und Beispiele aus der Praxis, die veranschaulichen, welche Größe sichere PRGs haben müssen.
Translation of the title: Kryptographische Eigenschaften LFSR-basierter Pseudozufallsgeneratoren (English)
Translation of the abstract: Pseudorandom generators (PRGs) are used in modern cryptography to transform a small initial value into a long sequence of seemingly random bits. Many designs for PRGs are based on linear feedback shift registers (LFSRs), which can be constructed in such a way as to have optimal statistical and periodical properties. This thesis discusses construction principles and cryptanalytic attacks against LFSR-based PRGs. After providing a full survey of existing cryptanalytical results, we introduce and analyse the dynamic linear consistency test (DLCT), a search-tree based method for reconstructing the inner state of a PRG. We conclude by discussing the role of the inner state size in PRG design, giving lower bounds as well as examples from practice that indicate the necessary size of a secure PRG. (English)
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Zenner, Erik (2004) On Cryptographic Properties of LFSR-based Pseudorandom Generators. Open Access [Doctoral dissertation]
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