SM4

SM4

SM4的前身是SMS4（后改名），即使SMS4跟SM4是同一个算法

算法结构

• 分组算法，分组长度为128比特，密钥长度为128 比特，输入输出都是128bit
• 加密算法与密钥扩展算法均采用非线性迭代结构,运算轮数均为32轮。
• 数据解密和数据加密的算法结构相同，只是轮密钥的使用顺序相反，解密轮密钥是加密轮密钥的逆序。
• 以字节（8位）和字（32位）为单位进行数据处理

完整过程

前置知识

字：长度为32比特的字符串。

128bit = 4字，以四个字为单位（128bit）来进行运算，8个16进制的比特串=1字

加密

加密算法的运算过程如下：

• 将128bit的明文分成4个32bit的字X1,X2,X3,X4
• 进行32轮的轮操作
• 对最后得到的4个字进行反序变换，即得到128bit的密文

加密过程中：迭代 Xi+4

也就是每一轮的四个X如何计算得到？

迭代运算，对明文扩展：已知X0 - X3【明文】，对这些X与当前的轮密钥rki进行某种运算F。去求出X4 - X35

这其中每一轮用到了F（X，rk），但这里的T是什么？

为得到Xi+4 ，用到的合成变换T

非线性变换示例

密钥扩展：轮密钥rk的生成过程

轮密钥由输入的128bit密钥生成，来生成32轮的轮密钥

即，用MK去计算，得到32轮的rki

前置知识

密钥拓展的算法

注：得到的第一轮的子密钥，也是下一轮密钥运算的K4。

用的是Ｔ‘，因为相比于Ｔ，这里的线性变换算法Ｌ’是有所变化的。

例子