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

手机号码,快捷登录

手机号码,快捷登录

查看: 930|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 : 2857
   泡泡 : 1516
   精华 : 6
   在线时间 : 1317 小时
   最后登录 : 2025-3-19

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, W1 u( W6 v% P0 w$ M; B3 Z
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。
) c" B; B1 x+ S4 D0 N( G8 kSM4算法特点和原理. Z( E. Q2 O: L8 [
特点
* Y3 \% Q& k2 K8 O& z! t分组长度为128位,密钥长度为128位。
- ]  w: H$ p! z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% ~; V) |/ s7 w3 t! r5 P
具有高的安全性和效率。3 @& H; A7 _  D% i4 I9 z# ?
适用于各种加密应用,如数据加密、通信加密等。6 B6 q% p' e; `0 R) Q3 T
原理( u* `. \' i/ c  K/ O$ T
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:+ R6 O) X3 g2 C. T
将明文分组和初始轮密钥进行异或运算。$ ~. U5 F& t: {! V
进行S-盒替换运算,将每个字节替换成S-盒中对应的值。( _% h8 |( p9 G$ t
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。
) B* b- _6 W4 M1 E2 Q1 ~- Z进行列混淆运算,将矩阵中的每一列进行混淆。
9 b( M* ?' x' T) z% T将中间结果与下一轮密钥进行异或运算。# U! R- R, J( D
重复步骤2-5共31轮,得到最终的密文分组。0 l) V; P) g2 a, a* R
C语言实现SM4算法1 {3 r5 B* z9 e& Y6 b, q5 s! C
#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。 ; Z4 c2 |1 `$ q/ [
C++语言实现SM4算法5 @) P$ F. f2 l2 H+ B
#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, 2025-4-4 06:51

Powered by paopaomj X3.5 © 2016-2025 sitemap

快速回复 返回顶部 返回列表