14、SM4分组密码算法

SM4分组密码算法

2012年3月，国家密码管理局正式公布了包含SM4分组密码算法。与DES和AES算法类似，SM4是一种分组密码算法。其分组长度为128bit，密钥长度也为128bit。SM4算法加/解密算法是对合运算，只是使用轮密钥相反，其中解密轮密钥是加密轮密钥的逆序。加密算法与密钥扩展算法均采用32轮非线性迭代结构（Feistel），以字（32位）为单位进行加密运算，每一次迭代运算均为一轮变换函数F。

注：明文、密文、密钥128位

数据处理单位为：字节（8位）、字（32位）
 

1、参数及基本运算

密钥及密钥参量：SM4分组密码算法的加密密钥长度为128bit，表示为MK=(MK0,MK1,MK2,MK3)，其中MKi(i=1,2,3)为32bit。

轮密钥：(rk0,rk1,···,rk31)，其中rki(i=0,1,···，31)为32bit，轮密钥由加密密钥生成。

系统参数：FK=(FK1,FK2,FK3,FK4)，其中FKi(i=0,1,···,3)，

固定参数：CK=(CK0,CK1,···,CK31)，用于密钥扩展算法，均为32bit。

2、非对称Feistel结构

• 与DES有相似性，采用Feistel结构
• 非对称：SM4中参与交换的两个数据块的长度是不相等的

3、密钥扩展：生成32个32位的轮密钥

常数FK：给定

固定参数CK：32位，32个

i:第i个参数；j:参数第j个字节

密钥扩展算法：

4、加密：轮函数--字合成变换T

进行32轮轮函数运算得到密文。

轮函数包含以下部件：

S盒：高4位为行号，低4位为列号，交叉点为输出

非线性变换τ：4个S盒并置构成（4*8），混淆作用

字线性变换L变换：32位输入32位输出，扩散作用

字合成变换T：

5、加解密

加密

解密

注：

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