|
概述
) @$ Q* \, G" F2 f& r. D: KSM4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。" V8 \, L0 ?4 h
SM4算法特点和原理7 F' x& `5 {$ @+ l' V
特点
+ X* a- I1 v- w2 }0 J分组长度为128位,密钥长度为128位。
# f [) t I: x4 c% y1 n) R+ s0 u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。; L. L( U# `( G& G1 @- {$ q
具有高的安全性和效率。" i' |% \: R) a! I4 r, B! b
适用于各种加密应用,如数据加密、通信加密等。
6 W2 Y! F0 Q2 H) v, `原理
$ ?& q; g# u! v% M$ B0 TSM4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:+ Q5 m8 T; {+ K4 n( R
将明文分组和初始轮密钥进行异或运算。
" a' _" j4 G7 ~2 n进行S-盒替换运算,将每个字节替换成S-盒中对应的值。6 r5 F5 \# }4 e/ B" z: T; L* q
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。
" R' v! X1 R0 T7 R5 P4 H% }: p进行列混淆运算,将矩阵中的每一列进行混淆。/ u' W- ~3 F+ f5 C
将中间结果与下一轮密钥进行异或运算。
, u$ z% m8 p" C) U重复步骤2-5共31轮,得到最终的密文分组。# k/ r/ t: d' M+ k2 [; O) C
C语言实现SM4算法- q( @/ f& x7 n* T6 D
- #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。
/ P5 w+ b8 ]7 `9 ?& A% CC++语言实现SM4算法
+ Y8 a7 D7 {% n1 ~5 z3 o- #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。 |
|