1、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
2、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
3、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(B2)(B10)(B18) (B24) 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
4、。 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 Doiki= K
5、i+4= KiT(Ki+1 Ki+2 Ki+3 CKi) 说明：T 变换与加密算法轮函数中的T 基本相同，只将其中的线性变换L 修改为以下：LL (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=0,1,23100070e15, 1c232a31, 383f464d, 545b6269,70777e85, 8c939aa1
6、, 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,
7、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 42 468、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,
