概述1 }2 T/ A- I! ^5 v
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。
% m; K' V* C* {) x* QSM4算法特点和原理
7 p4 Z" A, _, ?( ^/ }特点
2 y3 B) T/ `; _0 w# }2 ~3 r分组长度为128位,密钥长度为128位。
: ?9 `4 O R1 x V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。+ r& F1 b, B; x" D0 T; c% G% \0 C
具有高的安全性和效率。
/ o) s$ x x) x适用于各种加密应用,如数据加密、通信加密等。
! @* ]& k& Y, f3 x原理# @8 j, _: z0 V8 b
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:
) x( W/ t0 v+ L将明文分组和初始轮密钥进行异或运算。: {* O% Q( |! ~$ I6 i8 W
进行S-盒替换运算,将每个字节替换成S-盒中对应的值。 b+ R, a; a- o# @ M4 ?5 t5 P
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。# S7 u7 N/ }: A7 d- m# m2 |
进行列混淆运算,将矩阵中的每一列进行混淆。" m; L" N; h. v5 o6 b
将中间结果与下一轮密钥进行异或运算。
3 [+ n; J- m r6 C$ e4 b9 A重复步骤2-5共31轮,得到最终的密文分组。
& H* P% h( Y7 z5 _$ j5 E* {C语言实现SM4算法
5 _4 G+ d9 q) h7 {" a#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。
2 j; i. x2 J" |4 @& Q3 gC++语言实现SM4算法4 _2 ]% u# w/ M) G6 z, N4 h# Y
#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。 |