引导者

# 简介SM4是中国国家密码管理局发布的商用密码算法，主要用于无线局域网的安全通信。它是一种对称加密算法，具有较高的安全性和效率。本文将详细介绍SM4加密解密的基本原理和实现方法。# SM4算法概述## 基本概念SM4是一种分组密码算法，其分组长度为128位，密钥长度也是128位。该算法设计用于保护数据在传输过程中的安全性。SM4支持ECB（电子密码本模式）、CBC（密码块链接模式）、CTR（计数器模式）等常见的操作模式。## 加密与解密过程SM4的加密和解密过程相似，主要通过一系列轮函数进行。每一轮函数包括非线性变换、线性变换以及密钥加法等步骤。通过多轮迭代，最终生成密文或明文。# SM4加密解密实现## 加密流程### 初始化密钥首先需要初始化一个128位的密钥，并将其扩展为32个32位的子密钥。这个过程通常被称为密钥调度。### 分组处理将明文按照128位一组进行分组。如果最后不足128位，则需要进行填充。### 加密轮函数对于每个128位的明文分组，执行32轮的加密轮函数。每一轮包括以下步骤： 1. 非线性变换（S盒） 2. 线性变换（矩阵运算） 3. 密钥加法### 生成密文经过32轮的处理后，得到最终的密文输出。## 解密流程### 初始化密钥与加密相同，首先也需要初始化128位的密钥并扩展为32个32位的子密钥。### 分组处理同样地，将密文按照128位一组进行分组。### 解密轮函数对于每个128位的密文分组，执行32轮的解密轮函数。每一轮包括以下步骤： 1. 密钥加法 2. 线性变换（矩阵运算逆） 3. 非线性变换（S盒逆）### 生成明文经过32轮的处理后，得到最终的明文输出。# SM4应用示例## Python实现下面是一个简单的Python代码示例，展示如何使用SM4算法进行加密和解密：```python import sm4def encrypt(plaintext, key):cipher = sm4.SM4(key)ciphertext = cipher.encrypt(plaintext)return ciphertextdef decrypt(ciphertext, key):cipher = sm4.SM4(key)plaintext = cipher.decrypt(ciphertext)return plaintext# 示例用法 key = b'1234567890abcdef' plaintext = b'Hello, SM4!' ciphertext = encrypt(plaintext, key) print("Ciphertext:", ciphertext)decrypted_text = decrypt(ciphertext, key) print("Decrypted text:", decrypted_text) ```# 总结SM4算法作为一种高效且安全的对称加密算法，在中国及全球范围内得到了广泛应用。本文介绍了SM4的基本概念、加密解密流程，并提供了一个简单的Python实现示例。希望读者能够通过本文了解SM4算法的工作原理，并在实际应用中加以运用。

简介SM4是中国国家密码管理局发布的商用密码算法，主要用于无线局域网的安全通信。它是一种对称加密算法，具有较高的安全性和效率。本文将详细介绍SM4加密解密的基本原理和实现方法。

SM4算法概述

基本概念SM4是一种分组密码算法，其分组长度为128位，密钥长度也是128位。该算法设计用于保护数据在传输过程中的安全性。SM4支持ECB（电子密码本模式）、CBC（密码块链接模式）、CTR（计数器模式）等常见的操作模式。

加密与解密过程SM4的加密和解密过程相似，主要通过一系列轮函数进行。每一轮函数包括非线性变换、线性变换以及密钥加法等步骤。通过多轮迭代，最终生成密文或明文。

SM4加密解密实现

加密流程

初始化密钥首先需要初始化一个128位的密钥，并将其扩展为32个32位的子密钥。这个过程通常被称为密钥调度。

分组处理将明文按照128位一组进行分组。如果最后不足128位，则需要进行填充。

加密轮函数对于每个128位的明文分组，执行32轮的加密轮函数。每一轮包括以下步骤： 1. 非线性变换（S盒） 2. 线性变换（矩阵运算） 3. 密钥加法

生成密文经过32轮的处理后，得到最终的密文输出。

解密流程

初始化密钥与加密相同，首先也需要初始化128位的密钥并扩展为32个32位的子密钥。

分组处理同样地，将密文按照128位一组进行分组。

解密轮函数对于每个128位的密文分组，执行32轮的解密轮函数。每一轮包括以下步骤： 1. 密钥加法 2. 线性变换（矩阵运算逆） 3. 非线性变换（S盒逆）

生成明文经过32轮的处理后，得到最终的明文输出。

SM4应用示例

Python实现下面是一个简单的Python代码示例，展示如何使用SM4算法进行加密和解密：```python import sm4def encrypt(plaintext, key):cipher = sm4.SM4(key)ciphertext = cipher.encrypt(plaintext)return ciphertextdef decrypt(ciphertext, key):cipher = sm4.SM4(key)plaintext = cipher.decrypt(ciphertext)return plaintext

示例用法 key = b'1234567890abcdef' plaintext = b'Hello, SM4!' ciphertext = encrypt(plaintext, key) print("Ciphertext:", ciphertext)decrypted_text = decrypt(ciphertext, key) print("Decrypted text:", decrypted_text) ```

总结SM4算法作为一种高效且安全的对称加密算法，在中国及全球范围内得到了广泛应用。本文介绍了SM4的基本概念、加密解密流程，并提供了一个简单的Python实现示例。希望读者能够通过本文了解SM4算法的工作原理，并在实际应用中加以运用。