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Lineare rückgekoppelte Schieberegister:
Keine Angst vor Polynomen!

Algorithmus des Monats
Einfach und doch allgegenwärtig: Rückgekoppelte Schieberegister sind integraler Bestandteil vieler Kommunikationssysteme. Dabei sind sie noch immer mysteriös.
/ Johannes Hiltscher
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Ein Bauteil eines LFSR: Schieberegister (Bild: Tomi Knuutila, Flickr)
Ein Bauteil eines LFSR: Schieberegister Bild: Tomi Knuutila, Flickr / CC-BY 2.0

Ein paar Flip-Flops(öffnet im neuen Fenster) , ein paar Xor-Gatter, fertig ist das linear rückgekoppelte Schieberegister oder kurz LFSR (für Linear Feedback Shift Register). Gerade wegen dieser Einfachheit spielen LFSRs insbesondere bei Kommunikationssystemen wie Bluetooth, WLAN oder Ethernet noch immer eine zentrale Rolle. Ein großer Vorteil dabei: Wird ein Datenstrom durch ein LFSR verändert, kann dasselbe LFSR die Änderungen rückgängig machen. Bekanntester Anwendungsfall dürfte die zyklische Redundanzprüfung zur Erkennung von Übertragungsfehlern sein.

Daneben finden sich LFSRs an vielen Stellen, an denen pseudozufällige Zahlenfolgen benötigt werden: beim Scrambling (g+) , das übertragene Datenströme weißem Rauschen und damit einer gleichmäßigen spektralen Energieverteilung annähert, als Generator für Frequenzsprungsequenzen, im Soundmodul des Gameboy , sogar einige ältere, aber unsichere Verschlüsselungsverfahren basieren auf ihnen. Grund genug also, sie einmal genauer zu betrachten.

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