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概述4 H' {, U: W5 C4 k. l
SM4是一种分组密码,其分组长度为128位,密钥长度为128位。该算法采用非线性迭代结构,每轮迭代包括四个基本运算:S-盒替换、行位移、列混淆和轮密钥加。SM4算法具有高的安全性和效率,适用于各种加密应用,如数据加密、通信加密等。. _2 |6 s7 l1 t9 F1 Z
SM4算法特点和原理5 J5 n; E" w% V* s+ W9 j
特点) ~+ _# T/ h4 g% y6 M; p7 ^
分组长度为128位,密钥长度为128位。' s R8 K* K3 \
采用非线性迭代结构,每轮迭代包括四个基本运算:S-盒替换、行位移、列混淆和轮密钥加。
; B! B% P0 R+ c, F具有高的安全性和效率。
0 t4 \0 m7 Q: I: H* V _. m9 C适用于各种加密应用,如数据加密、通信加密等。
5 i3 k Q* Q2 V" y, ]+ A$ L, I原理; x x! q! i. y% G1 M
SM4算法采用分组加密的方式,将明文分成若干个128位的分组,对每个分组进行加密。加密算法采用非线性迭代结构,每轮迭代包括四个基本运算:S-盒替换、行位移、列混淆和轮密钥加。具体步骤如下:
7 B7 |( `( d# w3 @2 W1 k将明文分组和初始轮密钥进行异或运算。0 P! ^/ o, r, `
进行S-盒替换运算,将每个字节替换成S-盒中对应的值。9 C5 D$ x# T. i6 S' S5 l2 u6 z. \
进行行位移运算,将矩阵中的每一行向左循环移位一定的位数。, l1 n4 c$ C7 T. ~2 E5 i
进行列混淆运算,将矩阵中的每一列进行混淆。7 O- b* Q$ I2 h
将中间结果与下一轮密钥进行异或运算。2 E! {; b: d8 `, v) F8 j* [
重复步骤2-5共31轮,得到最终的密文分组。5 V& q8 y4 w8 B; ?# ]1 A* v/ c4 e
C语言实现SM4算法
2 t+ M. _/ \/ u$ ?8 q% L" M, j7 l0 W8 P
- #include <stdio.h>
- #include <string.h>
- #include "sm4.h"
-
- int main() {
- unsigned char key[16] = {0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xab, 0xcd, 0xef, 0xfe, 0xdc, 0xba, 0x98, 0x76, 0x54, 0x32, 0x10};
- unsigned char plaintext[16] = {00x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xab, 0xcd, 0xef, 0xfe, 0xdc, 0xba, 0x98, 0x76, 0x54, 0x32, 0x10};
- unsigned char ciphertext[16];
- sm4_context ctx;
- sm4_setkey_enc(&ctx, key);
- sm4_crypt_ecb(&ctx, 1, plaintext, ciphertext);
-
- printf("Plaintext: ");
- for (int i = 0; i < 16; i++) {
- printf("%02x ", plaintext[i]);
- }
- printf("\n");
-
- printf("Ciphertext: ");
- for (int i = 0; i < 16; i++) {
- printf("%02x ", ciphertext[i]);
- }
- printf("\n");
-
- return 0;
- }
在上面的代码中,我们使用了`sm4.h`头文件和`sm4.c`源文件,这些文件包含了SM4算法的实现。我们首先定义了一个16字节的密钥和明文分组,然后创建了一个SM4上下文对象`ctx`,使用`sm4_setkey_enc()`函数设置加密密钥,最后使用`sm4_crypt_ecb()`函数进行加密。加密结果保存在`ciphertext`数组中。 ' m" _; [; [9 j1 C* Q
C++语言实现SM4算法) E2 S4 u& B: A E' W& W6 e) k) Z U
- #include <iostream>
- #include <string>
- #include "sm4.h"
-
- using namespace std;
-
- int main() {
- unsigned char key[16] = {0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xab, 0xcd, 0xef, 0xfe, 0xdc, 0xba, 0x98, 0x76, 0x54, 0x32, 0x10};
- unsigned char plaintext[16] = {0x01, 0x23, 0x45, 0x67, 0x89, 0xab, 0xcd, 0xef, 0xfe, 0xdc, 0xba, 0x98, 0x76, 0x54, 0x32, 0x10};
- unsigned char ciphertext[16];
- sm4_context ctx;
- sm4_setkey_enc(&ctx, key);
- sm4_crypt_ecb(&ctx, 1, plaintext, ciphertext);
-
- cout << "Plaintext: ";
- for (int i = 0; i < 16; i++) {
- cout << hex << setw(2) << setfill('0') << static_cast<int>(plaintext[i]) << " ";
- }
- cout << endl;
-
- cout << "Ciphertext: ";
- for (int i = 0; i < 16; i++) {
- cout << hex << setw(2) << setfill('0') << static_cast<int>(ciphertext[i]) << " ";
- }
- cout << endl;
-
- return 0;
- }
在上面的代码中,我们使用了C++的`iostream`库和`string`库,以及`sm4.h`头文件和`sm4.c`源文件。代码的实现过程与C语言版本类似,不同的是我们使用了C++的`cout`对象来输出明文和密文。我们还使用了`hex`、`setw`和`setfill`来设置输出的格式。 |
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