概述
# p4 M# t, c/ R* ASM4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。
' P3 A$ t* q) D2 o9 Z! j) nSM4算法特点和原理8 ?+ e$ T: U: \2 K- k# Q* K( B
特点
2 E P, t0 E, y8 @+ f分组长度为128位，密钥长度为128位。 D) I) {, x- Y, L8 Q
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。
6 z6 p0 J; E" |1 e# n具有高的安全性和效率。. E# ~$ S% ~$ j3 C6 M/ q- I6 Q) M
适用于各种加密应用，如数据加密、通信加密等。
+ Y0 Z* L% x7 B3 ~原理
% |3 r# v' m: @6 O" uSM4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：
# {' Q F6 O N) J/ q9 B将明文分组和初始轮密钥进行异或运算。
. M. O, O+ j+ y9 T6 T进行S-盒替换运算，将每个字节替换成S-盒中对应的值。
2 U- G) w; c; g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。
4 O7 A1 \" B. M1 e6 n进行列混淆运算，将矩阵中的每一列进行混淆。
9 \7 I9 `5 P8 n" P/ B将中间结果与下一轮密钥进行异或运算。
5 T7 ~; L, {( O% I3 j I重复步骤2-5共31轮，得到最终的密文分组。9 p& R, z, F; |
C语言实现SM4算法6 `: `6 G6 c/ `7 n2 y' U+ v
#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。
9 D7 }1 w) d& P8 X# e- }1 E# K& [& SC++语言实现SM4算法
& v& L6 S9 _' _/ J! R2 o5 \#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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发表于 2023-10-23 13:40:47