我国商用密码
分组密码： 数据分组长度=128位、密钥长度=128位 数据处理单位：字节（ 8位），字（32位） 密码算法结构： 基本轮函数加迭代 解密算法与加密算法相同,我国商用密码SMS4,二、SMS4 密码概况 密码算法结构：,我国商用密码SMS4,基本轮函数,128位明文,128位密文,密钥 扩展,128位密钥,迭代控制,三、SMS4 密码算法 1、基本运算： 模2加：，32 比特异或运算 循环移位：<<< i ，把32位字循环左移i 位 2、基本密码部件： 非线性字节变换部件S盒： 8位输入、8位输出。 本质上， 8位的非线性置换。 设输入位a，输出位b，表示为： b=S_Box（a）,我国商用密码SMS4,8位输入,8位输出,S盒 （置换）,S盒中数据为16进制数,我国商用密码SMS4,S盒的置换规则： 以输入的前半字节为行号，后半字节为列号，行列交叉点处的数据即为输出。 举例：设输入为“ef ”，则行号为e，列号为f ，于是S 盒的输出值为表中第e 行和第f 列交叉点的值， Sbox(ef)= 84。 非线性字变换：32位字的非线性变换 4个S盒并行置换； 设输入字A=(a0,a1,a2,a3),输出字B=(b0,b1,b2,b3), B= (A)=(S_box(a0), S_box(a1), S_box(a2), S_box(a3),我国商用密码SMS4,非线性变换：32位字的非线性变换 输入字A 非线性 变换 输出字B,我国商用密码SMS4,8位输入a0,8位输出b0,S盒 （置换）,8位输入a1,8位输出b1,S盒 （置换）,8位输入a2,8位输出b2,S盒 （置换）,8位输入a3,8位输出b3,S盒 （置换）,字线性部件L变换： 32位输入、32位输出。 设输入位B，输出位C，表为： C=L（B） 运算规则： C=L（B） =B(B<<<2)(B<<<10)(B<<<18) (B<<<24) 字合成变换T： 由非线性变换 和线性变换L 复合而成； T(X)=L(X)。先S盒变换，再L变换。,我国商用密码SMS4,3、轮函数F： 输入数据：（X0，X1，X2，X3），128位，四个32位字。 输入轮密钥：rk ，32位字。 输出数据：32位字。 轮函数F ： F（X0，X1，X2，X3，rk） = X0 T（ X1 X2 X3rk),我国商用密码SMS4,3、轮函数F： 2 10 18 24,我国商用密码SMS4,X0,X1,X2,X3,rk,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,S,输出,4、密钥扩展算法： 输入加密密钥：MK=（MK0，MK1，MK2，MK3） 输出轮密钥：rki ，i=0，1,30，31 中间数据：Ki，i=0，1,34，35 密钥扩展算法： (K0,K1,K2,K3)=(MK0FK0,MK1FK1,MK2FK2,MK3FK3) For i=0，1,30，31 Do iki= Ki+4= KiT(Ki+1 Ki+2 Ki+3 CKi) 说明：T 变换与加密算函数中的T 基本相同，只将其中的线性变换L 修改为以下：L L (B)=B(B<<< 13)(B<<< 23),三、我国商用密码SMS4,4、密钥扩展算法： 常数FK 在密钥扩展中使用一些常数 FK0=(A3B1BAC6)，FK1=(56AA3350)，FK2=(677D9197 )， FK3=(B27022DC)。,我国商用密码SMS4,4、密钥扩展算法： 固定参数CK 32 个固定参数Cki，i=0,1,231 00070e15, 1c232a31, 383f464d, 545b6269, 70777e85, 8c939aa1, a8afb6bd, c4cbd2d9, e0e7eef5, fc030a11, 181f262d, 343b4249, 50575e65, 6c737a81, 888f969d, a4abb2b9, c0c7ced5, dce3eaf1, f8ff060d, 141b2229, 30373e45, 4c535a61, 686f767d, 848b9299, a0a7aeb5, bcc3cad1, d8dfe6ed, f4fb0209, 10171e25, 2c333a41, 484f565d, 646b7279 产生规则：Ckij= (4i+j)7（mod 256） ，i=0,1,231,j=0,1,3 。,我国商用密码SMS4,7、实例： 明文: 01 23 45 67 89 ab cd ef fe dc ba 98 76 54 32 10 密钥: 01 23 45 67 89 ab cd ef fe dc ba 98 76 54 32 10 密文: 68 1e df 34 d2 06 96 5e 86 b3 e9 4f 53 6e 42 46 8、安全性 国家专业机构设计。算法简洁，以字和字节为处理单位，对合运算，符合当今分组密码主流。 专业机构进行了密码分析，因此是安全的。 民间学者对21轮SMS4进行了差分密码分析。 尚需经过实践检验。,三、我国商用密码SMS4,作业： 1、分析SMS4在密码结构上与DES、AES有何异同？ 2、根据SMS4算法，编程研究SMS4的S盒的以下特性： 明文输入改变1位，密文输出平均改变多少位？ S盒输入改变1位，S盒输出平均改变多少位？ L输入改变1位，L输出平均改变多少位？ 对于一个输入，连续施加S盒变换，变换多少次时出现输出等于输入？ 3、我国公布商用密码算法有何意义？ 提交： 源代码和实验报告。,三、我国商用密码SMS4,
