Завтра будет, пожалуй, знаменательный день в истории авторского права. Ким Дотком, основатель печально известного MegaUpload, будет заслуженно купаться в лучах славы как создатель первого инновационного файлового хранилища, использующее шифрование на стороне клиента… Но.

«От желудка иглобрюхих рыб отходят мешковидные выросты. При появлении опасности они наполняются водой или воздухом, из-за чего рыба становится похожой на раздувшийся шар
с торчащими шипиками. Шарообразное состояние делает рыб практически неуязвимыми. Если всё же достаточно крупный хищник попытается проглотить такой шар, то он застревает
в глотке у хищника, который впоследствии умирает»

                                Википедия, свободная энциклопедия.

К концу 1993 года в мире криптографии возникла очень неловкая ситуация. Алгоритм симметричного шифрования DES, со своим слабеньким 56-битным ключом, был близок к фиаско, а существующие
на тот момент альтернативные варианты, такие как Khufu, REDOC II, IDEA были защищены патентами
и не доступны для свободного использования. Алгоритмы RC2 и RC4, разработанные в то время компанией RSA Security, также требовали проведение процедуры лицензирования. И в целом, индустрия криптографии в рамках государственных организаций и крупных корпораций была
обращена в сторону использования секретных алгоритмов, таких как Skipjack.

Возник определенный ваккум. Необходим был алгоритм шифрования, более криптостойкий нежели отмирающий DES, и в то же время без каких-либо ограничений на право своего использования.

И он появился.

Случайные числа — темная лошадка обеспечения механизмов безопасности в цифровой среде. Незаслуженно оставаясь в тени криптографических примитивов, они в то же время являются ключевым элементом для генерации сессионных ключей, применяются в численных методах Монте-Карло, в имитационном моделировании и даже для проверки теорий формирования циклонов!

При этом от качества реализации самого генератора псевдослучайных чисел зависит и качество результирующей последовательности. Как говорится: «генерация случайных чисел слишком важна, чтобы оставлять её на волю случая».



Вариантов реализации генератора псевдослучайных чисел достаточно много: Yarrow, использующий традиционные криптопримитивы, такие как AES-256, SHA-1, MD5; интерфейс CryptoAPI от Microsoft; экзотичные Chaos и PRAND и другие.

Но цель этой заметки иная. Здесь я хочу рассмотреть особенность практической реализации одного весьма популярного генератора псевдослучайных чисел, широко используемого к примеру в Unix среде в псевдоустройстве /dev/random, а также в электронике и при создании потоковых шифров. Речь пойдёт об LFSR (Linear Feedback Shift Register).

Дело в том, что есть мнение, будто в случае использования плотных многочленов, состояния регистра LFSR очень медленно просчитываются. Но как мне видится, зачастую проблема не в самом алгоритме (хотя и он конечно не идеал), а в его реализации.