国密算法Go语言实现（详解）(二) ——SM3(杂凑算法)

国密算法Go语言实现（详解）(二) ——SM3(杂凑算法)

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原创代码：https://github.com/ZZMarquis/gm

引用时，请导入原创代码库。本文仅以注释方式详解代码逻辑，供学习研究使用。

对原创代码的修改内容

1. 修改了部分常量、变量、结构体属性的名称, 以便与GO语言标准包规范相统一
2. 加入中文注释，解释代码逻辑
3. 在SM3算法中，将常数BlockSize修改为“字节长度”而不是“字长”，与GO语言标准包相统一

注释者及联系邮箱

Paul Lee
paul_lee0919@163.com

// Write() 为哈希摘要的“写”方法，是GO语言hash类的标准接口方法，为公共方法，可外部调用。
// 其功能旨在将输入消息按照SM3国标规定的分组、迭代、压缩函数整理写入8个字寄存器。
// 鉴于输入消息写入时可能为多次、持续的过程，所以，Write()方法并没有将“填充”步骤考虑在内，
// 而是将“填充”步骤放到最后，在收尾函数finish()方法中再实现输入消息的“填充”步骤。
func (digest *digest) Write(p []byte) (n int, err error) {
   
	_ = p[0]
	inLen := len(p)

	i := 0
	// endOfInBuf 不为0，代表着前一次写操作，存在不能凑成“字”（4个字节）的尾部数据。
	if digest.endOfInBuf != 0 {
   
		for i < inLen {
   
			digest.inBuf[digest.endOfInBuf] = p[i]
			digest.endOfInBuf++
			i++
			if digest.endOfInBuf == 4 {
   
				digest.processWord(digest.inBuf[:], 0)
				digest.endOfInBuf = 0
				break
			}
		}
	}

	// &^3相当于将本数X的尾部2位清零，相当于X减去其对4取模的余数，结果将获得小于等于本数X的最大的4的倍数
	limit := ((inLen - i) & ^3) + i
	// i 以4为单位累加循环，将输入消息写入inWords[]
	for ; i < limit; i += 4 {
   
		digest.processWord(p, int32(i))
	}

	// 将输入消息的尾部信息写入寄存数组inBuf[]
	for i < inLen {
   
		digest.inBuf[digest.endOfInBuf] = p[i]
		digest.endOfInBuf++
		i++
	}

	// 累加输入消息的字节长度到lenInBytes
	digest.lenInBytes += int64(inLen)

	// 返回本次写操作的字节长度
	n = inLen
	return
}

Write() 为SM3哈希摘要的“写”方法，是GO语言hash类的标准接口方法，为公共方法，可外部调用。其功能旨在将输入消息按照SM3国标规定的分组、迭代、压缩函数整理写入8个"字"寄存器。鉴于输入消息写入时可能为多次、持续的过程，所以，Write()方法并没有将国标中规定的对输入消息尾部的填充操作考虑在内，而是将“填充”步骤放到最后，在收尾函数finish()方法中再实现输入消息的“填充”步骤。

// finish() 为SM3算法的收尾方法:
// (1) 确认输入消息已经完全写入，并计算输入消息的长度;
// (2) 根据输入消息的长度，完成尾部数据的“填充”操作;
// (3) 将填充完毕的尾部数据进行分组、迭代和压缩运算。
func (digest *digest) finish() {
   

	// 左移3位，相当于左边数字乘以2的3次幂（即乘以8），实质上是将字节数折算成比特“位”数。
	bitLength