QQ登录

只需要一步,快速开始

APP扫码登录

只需要一步,快速开始

查看: 1828|回复: 0

[C/C++/Qt] C/C++之分组密算法(SM4)

[复制链接]

等级头衔

积分成就    金币 : 2861
   泡泡 : 1516
   精华 : 6
   在线时间 : 1322 小时
   最后登录 : 2025-9-17

丰功伟绩

优秀达人突出贡献荣誉管理论坛元老活跃会员

联系方式
发表于 2023-10-23 13:40:47 | 显示全部楼层 |阅读模式
概述
3 }& {$ x  M1 r" o& O9 gSM4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。' U5 l# l1 E# l7 n' Z2 Z
SM4算法特点和原理
$ Y' {6 n7 S3 a3 e特点
' w/ m1 ?2 U* h  o9 Q8 t+ y7 L分组长度为128位,密钥长度为128位。
+ v4 ^- |; U5 n* P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。! y! `0 J9 M8 e
具有高的安全性和效率。
1 M  [2 ^, t9 ]) i) K适用于各种加密应用,如数据加密、通信加密等。; k- |" [7 J1 r# A" n+ Q% I
原理4 h( ~3 a+ b8 ]' f2 ]! L
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:! Y0 B  J/ o! l( O5 [
将明文分组和初始轮密钥进行异或运算。. N! p/ W6 d7 d& ~" u- B& l
进行S-盒替换运算,将每个字节替换成S-盒中对应的值。
  \4 S/ v& X9 o9 y" o+ i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。' q, G6 ?, q+ `! @* ]% m. {6 D
进行列混淆运算,将矩阵中的每一列进行混淆。: ]( I0 a6 s7 A
将中间结果与下一轮密钥进行异或运算。
( M4 l1 ]- ^5 U  U  ~5 X重复步骤2-5共31轮,得到最终的密文分组。
0 U5 j" N' s- |! ^! k* h! B* qC语言实现SM4算法
: Y; o  M/ l, F, g: o: `
#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。 : Q/ G9 P. s# f- f
C++语言实现SM4算法9 T% ?: q  U. x7 e
#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。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

QQ|手机版|小黑屋|paopaomj.COM ( 渝ICP备18007172号|渝公网安备50010502503914号 )

GMT+8, 2025-9-18 01:22

Powered by paopaomj X3.5 © 2016-2025 sitemap

快速回复 返回顶部 返回列表