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: 1821|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 : 1321 小时
   最后登录 : 2025-7-9

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
" 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。
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, 2025-9-13 12:48

Powered by paopaomj X3.5 © 2016-2025 sitemap

快速回复 返回顶部 返回列表