概述
" X" w7 G/ d m9 \1 G( g8 ?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。: h* S V+ [! T; F
SM4算法特点和原理( L( t) D) v4 X: q/ ~5 B( e& O
特点
$ a2 j. G! X$ d( a分组长度为128位,密钥长度为128位。3 x) f7 W$ C% c& |
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。8 d+ F) m, `/ Z% Y
具有高的安全性和效率。0 [8 H2 q2 x$ D
适用于各种加密应用,如数据加密、通信加密等。9 M; ?7 z- q+ i5 B: |% E! t$ C% G
原理( j$ c9 ]5 b# U/ G
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:
) D4 B) |% v8 z7 s( u% `& F% H将明文分组和初始轮密钥进行异或运算。
: k% }" N* J$ m% F, j2 |进行S-盒替换运算,将每个字节替换成S-盒中对应的值。7 M' Y! N9 Z: Z( i, w
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。
$ M; l. S+ a5 K# ^7 a- T/ H: F8 l进行列混淆运算,将矩阵中的每一列进行混淆。8 N8 m- q1 J( I z
将中间结果与下一轮密钥进行异或运算。
; F/ K, Z( X* D) f" i重复步骤2-5共31轮,得到最终的密文分组。
/ A5 `- Y' k+ f$ b+ n: |2 ]9 IC语言实现SM4算法
' j3 \7 f4 X/ j- 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。
# e" D6 P2 H. L9 N9 ]2 bC++语言实现SM4算法: B: z# h2 H ]* t
#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。 |