GENERACIÓN DE UNA SECUENCIA DE DATOS PSEUDOALEATORIA.

Método de generación de una secuencia de datos pseudoaleatoria (3),

ejecutado por un generador (1) de secuencia de datos pseudoaleatoria, utilizándose dicha secuencia de datos pseudoaleatoria (3) como una secuencia cifradora en un método de cifrado a flote y siendo generada a partir de un método de búsqueda de al menos un motivo de búsqueda (7) de un bit en una secuencia de datos inicial (9) de N bits desplazando una ventana (19), del tamaño de un bit, en dicha secuencia de datos inicial (9), estando dicha ventana situada en una posición inicial determinada y siendo dicha secuencia de datos generada por un medio que presenta un registro de desplazamiento con retroacción lineal, comprendiendo dicho método de búsqueda las etapas siguientes: - poner (E11) el bit de la ventana en un motivo de búsqueda; - detectar (E12, E13) dicho motivo de búsqueda (7) en dicha secuencia de datos inicial (9) desplazando dicha ventana (19) en dicha secuencia de datos inicial (9); - determinar (E14-E17) un motivo de salida (25) de un bit, según una operación que depende del desarrollo de la etapa precedente, estando dicho motivo de salida determinado: -según una primera ley (E14), si la ventana se desplaza, una sola vez, antes de detectar el motivo de búsqueda en la secuencia de datos inicial, atribuyendo dicha primera ley un valor denominado de salida al motivo de salida y -segunda una segunda ley (E15) si no lo es, dicha segunda ley atribuye al motivo de salida el resultado de la adición del módulo dos entre el valor denominado de salida y el valor 1; - desplazar (E18) la ventana de un bit, desde el bit actual al bit siguiente y - repetir las etapas precedentes, de manera sucesiva, para formar la secuencia de datos pseudoaleatoria (3) mediante concatenación de los motivos de salida (25)

Campo técnico de la invención

La invención se refiere al campo de la codificación/decodificación y en particular, se refiere a un sistema y un método de generación de una secuencia de datos pseudoaleatoria. 5

La invención encuentra una aplicación muy ventajosa en la que permite crear secuencias de bits destinadas al cifrado simétrico, para el cual las operaciones de cifrado y descifrado utilizan una misma clave secreta. Se inscribe dentro del método clásico denominado de cifrado simétrico flotante para el cual son idénticas la operación de cifrado y de la operación de descifrado. El cifrado simétrico se suele utilizar en todos los tipos de comunicaciones, tales como las comunicaciones móviles (GSM, UMTS,…), Internet (SSL…), las tarjetas con circuito integrado (tarjetas bancarias), etc. 10

Antecedentes de la invención

El método más extendido de cifrado flotante consiste en generar una secuencia cifradora de forma independiente del mensaje a cifrar haciendo llamada, con un objeto de economía material, a registros de desplazamiento con retroacción lineal.

El principal inconveniente de los registros de desplazamiento con retroacción lineal es su linealidad. En efecto, el 15 conocimiento de un número de bits de salida del registro igual a la longitud de registro así como del polinomio de retroacción asociado al registro permite conocer los bits de salida así como todos los estados posteriores del registro.

Además, con el fin de “destruir” la linealidad de los registros de desplazamiento con retroacción lineal, es de utilidad combinar la salida de varios registros así como, ocasionalmente, su estado interno, con la ayuda de una función booleana no lineal, por ejemplo. 20

La Figura 6 representa un tal generador 100 denominado “shrinking generator” (generador pseudoaleatorio), descrito en la solicitud de patente europea EP 0 619 659, que presenta un primer registro de desplazamiento con retroacción lineal 111a, un segundo registro de desplazamiento con retroacción lineal 111b y un medio 112 para seleccionar la salida del generador 100.

De este modo, en cada desplazamiento, los dos registros 111a y 111b están desplazados simultáneamente y la 25 salida del dispositivo 100 es igual a la salida del segundo registro 111b si la salida del primer registro 111a es “1” y si no es así, no hay ningún bit a la salida.

El shrinking generator permite combinar no solamente las salidas de dos registros de desplazamiento con retroacción lineal sino también, más generalmente, cualquier par de secuencias de bits. Este generador pseudoaleatorio forma parte de una clase de métodos de cifrado simétrico flotante, en donde un registro de desplazamiento con retroacción 30 lineal controla a otro. La idea objetivo es hacer variar el número de desplazamientos, de una parte, entre los diferentes registros utilizados y, de otra parte, entre dos bits consecutivos, con el fin de destruir la linealidad de los registros.

Una variante del shrinking generator, denominada “self-shrinking generator” (generador pseudoaleatorio automático), se basa en el mismo principio pero a partir, esta vez, de un solo registro. Los bits de salida del registro son objeto de lectura dos a dos y el primer bit controla la salida del segundo, de modo que la salida del sistema es el segundo bit 35 si el primero es “1” y si no es así, no existe ningún bit de salida.

Los inconvenientes del empleo de registros de desplazamiento con retroacción lineal solamente son numerosos. El principal es la debilidad debida a la linealidad del dispositivo. Cuando se combinan registros por una función booleana, también aparecen inconvenientes. Al nivel material, proceden de la complejidad de la realización de la función. Además, esta función está fijada y es posible atacarla. 40

De otra parte, métodos estadísticos han puesto en evidencia algunos puntos débiles del shrinking generator y de otros métodos de cifrado con control de reloj. En particular, dentro del shrinking generator, el número de desplazamientos efectuados por los dos registros varía entre dos bits de salida, pero tiene el mismo valor para los dos registros.

Finalmente, un último inconveniente del shrinking generator es su debilidad con respecto al número de bits salidos sobre el número de bits calculados que es igual, como media, a 1/4. Esta relación es la misma para el self-shrinking 45 generator, que presenta la mayor parte de las vulnerabilidades del shrinking generator.

Objetivo y resumen de la invención

La invención tiene por objetivo subsanar estos inconvenientes y simplificar la generación de una secuencia de datos pseudoaleatoria de calidad adecuada.

Otro objetivo es dar a conocer un método y un generador que permiten tener una relación entre el número de bits 50 salidos y el número de bits calculados superior a 1/4.

Otro objetivo de la invención es realizar un generador muy eficaz y de bajo coste.

Estos objetivos se alcanzan gracias a un método de generación de una secuencia de datos pseudoaleatoria, ejecutado por un generador de secuencia de datos pseudoaleatoria, utilizándose dicha secuencia de datos pseudoaleatoria como una secuencia cifradora en un método de cifrado a flote y siendo generada a partir de un método de búsqueda de al menos un motivo de búsqueda de un bit dentro de una secuencia de datos inicial de N bits, desplazando una ventana de la 5 magnitud de 1 bit en la secuencia de datos inicial, estando situada esta ventana en una posición inicial determinada. La secuencia de datos inicial se genera por un medio que comprende un registro de desplazamiento con retroacción lineal.

De este modo, el método según la invención se refiere a un método no lineal de generación de datos pseudoaleatorios y basado en la detección de motivos que permiten combinar, de manera no lineal, uno o varios flujos de bits para obtener un nuevo flujo de bits. 10

Este método, muy sencillo de realizar, presenta una complejidad intrínseca para poder obtener una secuencia de datos pseudoaleatoria de calidad adecuada.

El procedimiento de búsqueda comprende las etapas siguientes:

- establecer el bit de la ventana en un motivo de búsqueda;

- detectar el motivo de búsqueda en dicha secuencia de datos inicial desplazando la ventana en la secuencia de 15 datos inicial;

- determinar un motivo de salida de k bits según una operación que depende del desarrollo de la etapa anterior, estando dicho motivo determinado:

● según una primera ley, si la ventana se desplaza una sola vez antes de detectar el motivo de búsqueda en la secuencia de datos inicial, atribuyendo dicha primera ley un valor denominado de salida al motivo de salida y 20

● según una segunda ley, si no es así, que atribuye al motivo de salida el resultado de la adición, de módulo dos, entre el valor denominado de salida y el valor 1;

- desplazar la ventana de 1 bit, desde el bit actual al bit siguiente y

- repetir las etapas anteriores de forma sucesiva para constituir la secuencia de datos pseudoaleatoria mediante concatenación de los motivos de salida. 25

Las etapas de detección de dicho motivo de búsqueda y de determinación de dicho motivo de salida se realizan mediante una secuencia de operaciones que comprenden un primer conjunto de reglas que permiten definir al menos un modo de desplazamiento para desplazar la ventana en dicha secuencia de datos inicial para detectar el motivo de búsqueda.

La secuencia de operaciones comprende, además, un segundo conjunto de reglas que determinan las condiciones de parada de desplazamiento de la ventana en dicha secuencia de datos inicial. 30

Al menos una regla de dicho conjunto de reglas genera una actualización del motivo de búsqueda y/o de dicho motivo de salida, en función del desplazamiento y/o del contenido de la ventana.

La secuencia de operaciones se puede repetir hasta que se cumpla una condición previamente determinada.

En una forma de realización preferida, la secuencia de operaciones se modifica después de cada ejecución.

Según una particularidad de la invención, la secuencia de operaciones permanece invariable después de cada 35 ejecución y permite,...

1. Método de generación de una secuencia de datos pseudoaleatoria (3), ejecutado por un generador (1) de secuencia de datos pseudoaleatoria, utilizándose dicha secuencia de datos pseudoaleatoria (3) como una secuencia cifradora en un método de cifrado a flote y siendo generada a partir de un método de búsqueda de al menos un motivo de búsqueda (7) de un bit en una secuencia de datos inicial (9) de N bits desplazando una ventana (19), del tamaño de un bit, en dicha secuencia de datos inicial (9), estando dicha ventana situada en una posición inicial determinada y siendo dicha secuencia 5 de datos generada por un medio que presenta un registro de desplazamiento con retroacción lineal, comprendiendo dicho método de búsqueda las etapas siguientes:

- poner (E11) el bit de la ventana en un motivo de búsqueda;

- detectar (E12, E13) dicho motivo de búsqueda (7) en dicha secuencia de datos inicial (9) desplazando dicha ventana (19) en dicha secuencia de datos inicial (9); 10

- determinar (E14–E17) un motivo de salida (25) de un bit, según una operación que depende del desarrollo de la etapa precedente, estando dicho motivo de salida determinado:

● según una primera ley (E14), si la ventana se desplaza, una sola vez, antes de detectar el motivo de búsqueda en la secuencia de datos inicial, atribuyendo dicha primera ley un valor denominado de salida al motivo de salida y

● segunda una segunda ley (E15) si no lo es, dicha segunda ley atribuye al motivo de salida el resultado de la 15 adición del módulo dos entre el valor denominado de salida y el valor 1;

- desplazar (E18) la ventana de un bit, desde el bit actual al bit siguiente y

- repetir las etapas precedentes, de manera sucesiva, para formar la secuencia de datos pseudoaleatoria (3) mediante concatenación de los motivos de salida (25).

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el valor denominado de salida es igual: 20

- a un valor determinado o

- al resultado de la adición del módulo dos entre un valor determinado y el motivo de búsqueda.

3. Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque las etapas de detección (E1) de dicho motivo de búsqueda (7) y de determinación (E2) de dicho motivo de salida (25) se realizan mediante una sucesión de operaciones que presenta un primer conjunto de reglas que permiten definir al menos un modo de desplazamiento para desplazar la ventana (19) en dicha 25 secuencia de datos inicial (9) para detectar dicho al menos un motivo de búsqueda (7).

4. Método según la reivindicación 3 caracterizado porque la sucesión de operaciones presenta, además, un segundo conjunto de reglas que determinan las condiciones de parada del desplazamiento de dicha ventana (19) en dicha secuencia de datos inicial (9).

5. Método según la reivindicación 4, caracterizado porque al menos una de las reglas de dicho segundo conjunto de reglas 30 genera una actualización del motivo de búsqueda y/o del motivo de salida, en función del desplazamiento y/o del contenido de dicha ventana.

6. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 3 y 4, caracterizado porque la sucesión de operaciones se repite hasta que se cumpla una condición previamente determinada.

7. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 3 y 4, caracterizado porque la sucesión de operaciones se modifica 35 después de cada ejecución.

8. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 3 y 4, caracterizado porque la sucesión de operaciones permanece invariable después de cada ejecución.

9. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque cada bit de dicha secuencia de datos pseudoaleatoria está combinado con un bit correspondiente de una secuencia de datos de un mensaje a cifrar mediante una 40 adición de módulo 2 para formar una secuencia de datos cifrada.

10. Dispositivo de codificación (39) que comprende un generador de una secuencia de datos pseudoaleatoria (3), estando dicho dispositivo de codificación adaptado para realizar un cifrado a flote utilizando la secuencia de datos pseudoaleatoria generada como secuencia cifradora, comprendiendo dicho generador un medio inicial (11) para generar una secuencia de datos inicial de N bits, que presenta un registro de desplazamiento con retroacción lineal y un medio de búsqueda (5) para 45 buscar al menos un motivo de búsqueda (7) de un bit dentro de la secuencia de datos inicial (9) de N bits, desplazando una ventana de magnitud de un bit de un medio de detección del medio de búsqueda en dicha secuencia de datos inicial, situándose dicha ventana en una posición inicial determinada, presentado dicho medio de búsqueda (5), además, un medio de determinación (15) y un medio de repetición (17) y siendo de tal modo que:

- el medio de determinación (15) es capaz de poner el bit de la ventana en un motivo de búsqueda;

- el medio de detección (13) es capaz de detectar el motivo de búsqueda (7) en dicha secuencia de datos inicial (9) desplazando dicha ventana en dicha secuencia de datos inicial;

- el medio de determinación (15) es capaz determinar un motivo de salida (25) de un bit de magnitud según una operación que depende del desarrollo de la detección de dicho al menos un motivo de búsqueda (7), estando dicho motivo 5 de salida determinado:

● según una primera ley, si la ventana se desplaza, una sola vez, antes de detectar dicho al menos un motivo de búsqueda en la secuencia de datos inicial, atribuyendo dicha primera ley un valor denominado de salida al motivo de salida y

● según una segunda ley, si no lo es, atribuyendo dicha segunda ley al motivo de salida el resultado de la adición del módulo entre el valor denominado de salida y el valor 1; 10

- el medio de detección es capaz de desplazar la ventana en un bit, desde el bit actual al bit siguiente y

- el medio de repetición (17) es capaz de generar la secuencia de datos pseudoaleatoria (3) mediante la concatenación de los motivos de salida (25).

11. Dispositivo de codificación según la reivindicación 10, caracterizado porque el valor denominado de salida es igual:

- a un valor determinado o 15

- al resultado de la adición del módulo dos entre un valor determinado y el motivo de búsqueda.

12. Dispositivo de codificación según la reivindicación 10 o 11, caracterizado por el medio de detección (13) presenta un primer medio de control (21) para controlar el desplazamiento de dicha ventana en dicha secuencia de datos inicial.

13. Dispositivo de codificación según la reivindicación 12, caracterizado porque el medio de determinación (15) presenta un segundo medio de control (27) para actualizar el denominado motivo de búsqueda y/o el denominado motivo de salida. 20

14. Dispositivo de codificación (39), según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13 que presenta, además, una puerta lógica O exclusiva (43).

15. Sistema asegurado que presenta al menos dos entidades (33a, 33b) caracterizado porque cada una de dichas al menos dos entidades (33a, 33b) presenta un dispositivo de codificación (39a, 39b), según la reivindicación 14.