C语言实现SM3算法

332 篇文章 ¥29.90 ¥99.00

C语言实现SM3算法

随着互联网的普及和应用程序的增多,对于数据的安全性要求越来越高。因此,密码学应运而生,作为密码学中重要的一部分,哈希算法被广泛应用。在哈希算法中,SM3算法是一种国密标准的哈希算法。本文将介绍如何使用C语言实现SM3算法。

一、SM3算法概述

SM3算法是一种基于区块链的密码哈希算法,由中华人民共和国国家密码管理局(NSA)制定并发布。该算法能够将任意长度的输入消息压缩成固定长度的输出摘要,具有不可逆性、唯一性和抗碰撞等特点,被广泛应用于数字签名、证书验证、消息认证码等领域。

SM3算法输入一个消息M,输出一个长度为256比特的哈希值。下面是SM3算法的流程图:

1.填充:将消息进行填充,使其长度是512比特的整数倍。
2.消息扩展:将填充后的消息分成若干个512比特的分组,对每个分组进行消息扩展。
3.压缩:将消息扩展的结果进行压缩,得到一个256比特的摘要。

二、C语言实现SM3算法

以下是C语言实现SM3算法的源代码:

#include <stdio.h>
#
虽然提供的引用主要围绕SM2算法,但可以为你提供C语言实现SM3算法的一般性思路。 SM3是一种密码杂凑算法,要使用C语言实现SM3算法,可按以下步骤进行: ### 定义常量和数据结构 首先要定义SM3算法中用到的常量,像初始哈希值、轮常量等,同时定义数据块和哈希值的数据结构。 ### 数据填充 对输入的消息进行填充,让其长度满足算法要求。 ### 消息分组 把填充后的消息分成固定大小的数据块。 ### 压缩函数 对每个数据块运用压缩函数进行处理。 ### 迭代计算 依次处理每个数据块,更新哈希值。 ### 输出结果 最终得到的哈希值就是SM3算法的结果。 以下是一个简单的C语言实现SM3算法的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define ROTL(x, n) (((x) << (n)) | ((x) >> (32 - (n)))) #define P0(x) ((x) ^ ROTL((x), 9) ^ ROTL((x), 17)) #define P1(x) ((x) ^ ROTL((x), 15) ^ ROTL((x), 23)) #define FF0(x, y, z) ((x) ^ (y) ^ (z)) #define FF1(x, y, z) (((x) & (y)) | ((x) & (z)) | ((y) & (z))) #define GG0(x, y, z) ((x) ^ (y) ^ (z)) #define GG1(x, y, z) (((x) & (y)) | ((~(x)) & (z))) #define T0 0x79cc4519 #define T1 0x7a879d8a #define BLOCK_SIZE 512 #define HASH_SIZE 256 typedef unsigned int uint32_t; typedef struct { uint32_t h[8]; } SM3_HASH; void sm3_init(SM3_HASH *hash) { hash->h[0] = 0x7380166f; hash->h[1] = 0x4914b2b9; hash->h[2] = 0x172442d7; hash->h[3] = 0xda8a0600; hash->h[4] = 0xa96f30bc; hash->h[5] = 0x163138aa; hash->h[6] = 0xe38dee4d; hash->h[7] = 0xb0fb0e4e; } void sm3_process_block(SM3_HASH *hash, const uint32_t *block) { uint32_t w[68], w1[64]; uint32_t a, b, c, d, e, f, g, h; uint32_t ss1, ss2, tt1, tt2; int j; for (j = 0; j < 16; j++) { w[j] = block[j]; } for (j = 16; j < 68; j++) { w[j] = P1(w[j - 16] ^ w[j - 9] ^ ROTL(w[j - 3], 15)) ^ ROTL(w[j - 13], 7) ^ w[j - 6]; } for (j = 0; j < 64; j++) { w1[j] = w[j] ^ w[j + 4]; } a = hash->h[0]; b = hash->h[1]; c = hash->h[2]; d = hash->h[3]; e = hash->h[4]; f = hash->h[5]; g = hash->h[6]; h = hash->h[7]; for (j = 0; j < 16; j++) { ss1 = ROTL(ROTL(a, 12) + e + ROTL(T0, j), 7); ss2 = ss1 ^ ROTL(a, 12); tt1 = FF0(a, b, c) + d + ss2 + w1[j]; tt2 = GG0(e, f, g) + h + ss1 + w[j]; d = c; c = ROTL(b, 9); b = a; a = tt1; h = g; g = ROTL(f, 19); f = e; e = P0(tt2); } for (j = 16; j < 64; j++) { ss1 = ROTL(ROTL(a, 12) + e + ROTL(T1, j % 32), 7); ss2 = ss1 ^ ROTL(a, 12); tt1 = FF1(a, b, c) + d + ss2 + w1[j]; tt2 = GG1(e, f, g) + h + ss1 + w[j]; d = c; c = ROTL(b, 9); b = a; a = tt1; h = g; g = ROTL(f, 19); f = e; e = P0(tt2); } hash->h[0] ^= a; hash->h[1] ^= b; hash->h[2] ^= c; hash->h[3] ^= d; hash->h[4] ^= e; hash->h[5] ^= f; hash->h[6] ^= g; hash->h[7] ^= h; } void sm3_update(SM3_HASH *hash, const unsigned char *data, size_t len) { size_t i; uint32_t block[16]; size_t offset = 0; while (len >= BLOCK_SIZE / 8) { for (i = 0; i < BLOCK_SIZE / 32; i++) { block[i] = (data[offset] << 24) | (data[offset + 1] << 16) | (data[offset + 2] << 8) | data[offset + 3]; offset += 4; } sm3_process_block(hash, block); len -= BLOCK_SIZE / 8; } if (len > 0) { memset(block, 0, sizeof(block)); for (i = 0; i < len; i++) { block[i / 4] |= data[offset + i] << ((3 - (i % 4)) * 8); } block[len / 4] |= 0x80 << ((3 - (len % 4)) * 8); if (len >= BLOCK_SIZE / 8 - 8) { sm3_process_block(hash, block); memset(block, 0, sizeof(block)); } block[14] = (uint32_t)(len * 8 >> 32); block[15] = (uint32_t)(len * 8); sm3_process_block(hash, block); } } void sm3_final(SM3_HASH *hash, unsigned char *output) { int i; for (i = 0; i < 8; i++) { output[i * 4] = (unsigned char)(hash->h[i] >> 24); output[i * 4 + 1] = (unsigned char)(hash->h[i] >> 16); output[i * 4 + 2] = (unsigned char)(hash->h[i] >> 8); output[i * 4 + 3] = (unsigned char)(hash->h[i]); } } int main() { SM3_HASH hash; unsigned char output[HASH_SIZE / 8]; const char *message = "Hello, SM3!"; sm3_init(&hash); sm3_update(&hash, (const unsigned char *)message, strlen(message)); sm3_final(&hash, output); printf("SM3 Hash: "); for (int i = 0; i < HASH_SIZE / 8; i++) { printf("%02x", output[i]); } printf("\n"); return 0; } ``` ### 代码解释 - `sm3_init` 函数:初始化哈希值。 - `sm3_process_block` 函数:对单个数据块进行压缩处理。 - `sm3_update` 函数:处理输入消息,包含填充和分组操作。 - `sm3_final` 函数:输出最终的哈希值。 ### 编译和运行 把上述代码保存为一个 `.c` 文件,例如 `sm3.c`,然后使用以下命令编译: ```sh gcc sm3.c -o sm3 ``` 运行生成的可执行文件: ```sh ./sm3 ```
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值