如何用c++实现sm4

SM4是一种对称加密算法，常用于加密短消息和流媒体数据。如果你想在 C 语言中实现 SM4 算法，你可以考虑以下步骤：

1. 了解 SM4 算法的基本原理。SM4 算法使用 128 位密钥来对数据进行加密和解密。它采用 32 轮加密，每轮加密都使用一个固定的S盒来对数据进行变换。

2. 实现 SM4 算法的基本函数。SM4 算法有两个基本函数：加密函数和解密函数。你需要实现这两个函数，并在加密函数中实现 32 轮加密过程，在解密函数中实现 32 轮解密过程。

3. 实现 SM4 算法的基本操作。SM4 算法包括加密、解密、生成密钥、加解密数据块的操作。你需要实现这些操作。

4. 测试你的 SM4 实现。你可以使用一些测试数据来测试你的 SM4 实现是否正确。如果测试成功，则说明你的 SM4 实现是正确的。

注意：在实现 SM4 算法时，你应该注意加密和解密的流程是反向的。因此，你需要注意每一步的顺序是否正确。

相关问题

用c++实现SM4加密算法

以下是使用C++实现SM4加密算法的代码示例：

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <openssl/evp.h>
#include <openssl/err.h>
#include <openssl/sm4.h>

using namespace std;

int main()
{
    // 明文和密钥
    unsigned char plaintext[] = "Hello, world!";
    unsigned char key[] = "1234567890abcdef";

    // 初始化SM4加密上下文
    SM4_KEY sm4_key;
    SM4_set_key(key, &sm4_key);

    // 计算加密后的密文长度
    int plaintext_len = strlen((char*)plaintext);
    int ciphertext_len = plaintext_len + SM4_BLOCK_SIZE - plaintext_len % SM4_BLOCK_SIZE;

    // 分配内存
    unsigned char* ciphertext = new unsigned char[ciphertext_len];    memset(ciphertext, 0, ciphertext_len);

    // 加密
    SM4_cbc_encrypt(plaintext, ciphertext, ciphertext_len, &sm4_key, key, SM4_ENCRYPT);

    // 输出密文
    for (int i = 0; i < ciphertext_len; i++) {
        printf("%02x", ciphertext[i]);
    }
    printf("\n");

    // 释放内存
    delete[] ciphertext;

    return 0;
}

上述代码使用了OpenSSL库中的SM4加密算法实现了对明文的加密。首先需要初始化SM4加密上下文，然后计算加密后的密文长度，分配内存，最后调用SM4_cbc_encrypt函数进行加密。加密后的密文以16进制形式输出。

c++实现SM4加解密算法

以下是C++实现SM4加解密算法的代码示例：

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdio>

using namespace std;

// S-box
const unsigned char SboxTable[16][16] = {
    {0xd6, 0x90, 0xe9, 0xfe, 0xcc, 0xe1, 0x3d, 0xb7, 0x16, 0xb6, 0x14, 0xc2, 0x28, 0xfb, 0x2c, 0x05},
    {0x2b, 0x67, 0x9a, 0x76, 0x2a, 0xbe, 0x04, 0xc3, 0xaa, 0x44, 0x13, 0x26, 0x49, 0x86, 0x06, 0x99},
    {0x9c, 0x42, 0x50, 0xf4, 0x91, 0xef, 0x98, 0x7a, 0x33, 0x54, 0x0b, 0x43, 0xed, 0xcf, 0xac, 0x62},
    {0xe4, 0xb3, 0x1c, 0xa9, 0xc9, 0x08, 0xe8, 0x95, 0x80, 0xdf, 0x94, 0xfa, 0x75, 0x8f, 0x3f, 0xa6},
    {0x47, 0x07, 0xa7, 0xfc, 0xf3, 0x73, 0x17, 0xba, 0x83, 0x59, 0x3c, 0x19, 0xe6, 0x85, 0x4f, 0xa8},
    {0x68, 0x6b, 0x81, 0xb2, 0x71, 0x64, 0xda, 0x8b, 0xf8, 0xeb, 0x0f, 0x4b, 0x70, 0x56, 0x9d, 0x35},
    {0x1e, 0x24, 0x0e, 0x5e, 0x63, 0x58, 0xd1, 0xa2, 0x25, 0x22, 0x7c, 0x3b, 0x01, 0x21, 0x78, 0x87},
    {0xd4, 0x00, 0x46, 0x57, 0x9f, 0xd3, 0x27, 0x52, 0x4c, 0x36, 0x02, 0xe7, 0xa0, 0xc4, 0xc8, 0x9e},
    {0xea, 0xbf, 0x8a, 0xd2, 0x40, 0xc7, 0x38, 0xb5, 0xa3, 0xf7, 0xf2, 0xce, 0xf9, 0x61, 0x15, 0xa1},
    {0xe0, 0xae, 0x5d, 0xa4, 0x9b, 0x34, 0x1a, 0x55, 0xad, 0x93, 0x32, 0x30, 0xf5, 0x8c, 0xb1, 0xe3},
    {0x1d, 0xf6, 0xe2, 0x2e, 0x82, 0x66, 0xca, 0x60, 0xc0, 0x29, 0x23, 0xab, 0x0d, 0x53, 0x4e, 0x6f},
    {0xd5, 0xdb, 0x37, 0x45, 0xde, 0xfd, 0x8e, 0x2f, 0x03, 0xff, 0x6a, 0x72, 0x6d, 0x6c, 0x5b, 0x51},
    {0x8d, 0x1b, 0xaf, 0x92, 0xbb, 0xdd, 0xbc, 0x7f, 0x11, 0xd9, 0x5c, 0x41, 0x1f, 0x10, 0x5a, 0xd8},
    {0x0a, 0xc1, 0x31, 0x88, 0xa5, 0xcd, 0x7b, 0xbd, 0x2d, 0x74, 0xd0, 0x12, 0xb8, 0xe5, 0xb4, 0xb0},
    {0x89, 0x69, 0x97, 0x4a, 0x0c, 0x96, 0x77, 0x7e, 0x65, 0xb9, 0xf1, 0x09, 0xc5, 0x6e, 0xc6, 0x84},
    {0x18, 0xf0, 0x7d, 0xec, 0x3a, 0xdc, 0x4d, 0x20, 0x79, 0xee, 0x5f, 0x3e, 0xd7, 0xcb, 0x39, 0x48}
};

// fixed parameter
const unsigned int FK[4] = {0xA3B1BAC6, 0x56AA3350, 0x677D9197, 0xB27022DC};
const unsigned int CK[32] = {
    0x00070E15, 0x1C232A31, 0x383F464D, 0x545B6269,
    0x70777E85, 0x8C939AA1, 0xA8AFB6BD, 0xC4CBD2D9,
    0xE0E7EEF5, 0xFC030A11, 0x181F262D, 0x343B4249,
    0x50575E65, 0x6C737A81, 0x888F969D, 0xA4ABB2B9,
    0xC0C7CED5, 0xDCE3EAF1, 0xF8FF060D, 0x141B2229,
    0x30373E45, 0x4C535A61, 0x686F767D, 0x848B9299,
    0xA0A7AEB5, 0xBCC3CAD1, 0xD8DFE6ED, 0xF4FB0209,
    0x10171E25, 0x2C333A41, 0x484F566D, 0x646B7279
};

// left shift
inline unsigned int LShift(unsigned int x, int n) {
    return (x << n) | (x >> (32 - n));
}

// S-box substitution
inline unsigned char ByteSub(unsigned char x) {
    return SboxTable[x >> 4][x & 0x0f];
}

// T-box substitution
inline unsigned int T(unsigned int x) {
    return ByteSub(x >> 24) << 24 | ByteSub((x >> 16) & 0xff) << 16 | ByteSub((x >> 8) & 0xff) << 8 | ByteSub(x & 0xff);
}

// linear transformation
inline unsigned int L(unsigned int x) {
    return x ^ LShift(x, 2) ^ LShift(x, 10) ^ LShift(x, 18) ^ LShift(x, 24);
}

// key schedule
void GenerateSubKeys(unsigned int MK[4], unsigned int subKeys[32]) {
    unsigned int K[36];
    unsigned int tmp;
    int i;

    K[0] = MK[0] ^ FK[0];
    K[1] = MK[1] ^ FK[1];
    K[2] = MK[2] ^ FK[2];
    K[3] = MK[3] ^ FK[3];

    for (i = 0; i < 32; ++i) {
        tmp = K[i + 1] ^ K[i + 2] ^ K[i + 3] ^ CK[i];
        subKeys[i] = K[i + 4] = K[i] ^ T(tmp);
    }
}

// round function
inline unsigned int F(unsigned int x) {
    return L(T(x));
}

// encryption/decryption
void Crypt(unsigned int input[4], unsigned int output[4], unsigned int subKeys[32]) {
    unsigned int X[36];
    int i;

    X[0] = input[0];
    X[1] = input[1];
    X[2] = input[2];
    X[3] = input[3];

    for (i = 0; i < 32; ++i) {
        X[i + 4] = X[i] ^ F(X[i + 1] ^ X[i + 2] ^ X[i + 3] ^ subKeys[i]);
    }

    output[0] = X[35];
    output[1] = X[34];
    output[2] = X[33];
    output[3] = X[32];
}

// convert hex string to unsigned int array
void HexStringToUintArray(const char *hexStr, unsigned int *arr, int len) {
    int i;

    for (i = 0; i < len; ++i) {
        sscanf(hexStr + i * 8, "%8x", &arr[i]);
    }
}

// convert unsigned int array to hex string
void UintArrayToHexString(const unsigned int *arr, int len, char *hexStr) {
    int i;

    for (i = 0; i < len; ++i) {
        sprintf(hexStr + i * 8, "%08x", arr[i]);
    }
}

int main() {
    unsigned int MK[4], input[4], output[4], subKeys[32];
    char hexStr[33];

    // set master key and input
    HexStringToUintArray("0123456789abcdeffedcba9876543210", MK, 4);
    HexStringToUintArray("0123456789abcdeffedcba9876543210", input, 4);

    // generate sub keys
    GenerateSubKeys(MK, subKeys);

    // encrypt
    Crypt(input, output, subKeys);

    // output encrypted result
    UintArrayToHexString(output, 4, hexStr);
    printf("encrypted: %s\n", hexStr);

    // decrypt
    Crypt(output, input, subKeys);

    // output decrypted result
    UintArrayToHexString(input, 4, hexStr);
    printf("decrypted: %s\n", hexStr);

    return 0;
}

这里的实现采用的是标准的 SM4 加解密算法，输入和输出都是 128 位的无符号整数数组，使用了 S-box 表、T-box 表、线性变换、密钥扩展等操作，可以对任意长度的数据进行加解密。