CMAC算法介绍

文章目录

  • 一、简介
  • 二、符号
  • 三、步骤
    • 3.1 子秘钥生成
    • 3.2 计算MAC值

一、简介

CMAC(Cipher Block Chaining-Message Authentication Code),也简称为CBC_MAC,它是一种基于对称秘钥分组加密算法的消息认证码。由于其是基于“对称秘钥分组算法”的,故可以将其当做是对称算法的一种操作模式。
C:采用的是CBC模式;
CMAC可以应用的算法主要有:AES、DES等。
分组加密:就是采用分组的方式,将消息分成对应算法对应大小的块。

二、符号

名称 含义
B 加密块的长度;
Rb 生成子密钥的常量字符串,AES中:0x87(128位),DES中:0x1B(64位);
K 加密算法中的密钥;
K1 通过K生成的子密钥1
K2 通过K生成的子密钥2
Mi 消息被划分成的第几个消息块
M n ∗ M_n^* Mn 最后一个块(该块可能是整块,也可能是部分块)
T MAC值
T l e n T_{len} Tlen MAC值的长度(单位:bit)

三、步骤

3.1 子秘钥生成

如下图所示:对于AES128来说,b的大小为128bit,K的长度同样也是128bit。

  1. 通过AES算法,对128bit的0000…0000进行加密,得到加密后的串L(128bit);
  2. 若L的最高位为0, 则K1 = L <<1,若L的最高位为1, K1 = (L << 1)与Rb的异或之后的值。
  3. 若K1的最高位为0, 则K2 = K1 <<1,若K1的最高位为1, K2 = (K1 << 1)与Rb的异或之后的值。
    CMAC算法介绍_第1张图片

注:
(1)AES算法,b的长度为128bit,则R128 = 012010000111 (10000111为固定值);
(2)DES、3DES算法,b的长度为64bit, 则则R64 = 05911011(11011也是固定值)。

3.2 计算MAC值

  1. 通过上一个方法,计算出子秘钥K1、K2;
  2. 若M为空,则n = 1, 否则,n 取不小于[Mlen/b]的最小整数值;
  3. 若M分为n个block,其中前n-1个块均为完整的块,最后一个块n可能是完整的块,也可能不是完整的块;
  4. 对最后一个块 M n ∗ M_n^* Mn进行处理,若 M n ∗ M_n^* Mn是完整块,则 M n ∗ M_n^* Mn与K1异或之后作为作为最后一个块Mn;若 M n ∗ M_n^* Mn为非完整块,则先补齐 M n ∗ M_n^* Mn,再与K2异或最为最后一个块Mn。
  5. 通过加密算法对所有的块进行加密,并取最后一组密文 C n C_n Cn T l e n T_{len} Tlen作为 MAC 值 输出。

CMAC算法介绍_第2张图片

两种块(完整、非完整)的处理过程
CMAC算法介绍_第3张图片

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