CMAC与HMAC的原理与区别

CMAC（Cipher-based message authentication code）和HMAC（Hash-based message authentication code）都是消息认证码，用于保证消息的完整性、真实性和不可抵赖性。它们的原理和区别如下：

CMAC的原理：
CMAC是基于对称加密算法的一种消息认证码，它使用一个固定长度的密钥和对称加密算法（如AES）来生成消息认证码。CMAC的生成过程分为两个阶段：预处理阶段和输出阶段。

预处理阶段：
1. 对密钥进行扩展，得到两个子密钥K1和K2。
2. 如果消息长度小于等于分组长度，则直接在消息后面填充一些数据，使得消息长度等于分组长度；如果消息长度大于分组长度，则对消息进行分组，最后一组填充一些数据，使得最后一组长度等于分组长度。

输出阶段：
1. 初始化一个缓冲区B为0，将第一个分组与K1异或后，使用对称加密算法进行加密，得到一个中间值M0。
2. 如果消息只有一个分组，则将M0与K2异或后，使用对称加密算法进行加密，得到最终的消息认证码。
3. 如果消息有多个分组，对于第i个分组，将它与Mi-1异或后，使用对称加密算法进行加密，得到Mi。
4. 对于最后一个分组，将Mi与K2异或后，使用对称加密算法进行加密，得到最终的消息认证码。

HMAC的原理：
HMAC是基于哈希函数的一种消息认证码，它使用一个密钥和哈希函数来生成消息认证码。HMAC的生成过程分为两个阶段：预处理阶段和输出阶段。

预处理阶段：
1. 如果密钥长度大于哈希函数输出长度，则对密钥进行哈希得到一个长度等于哈希函数输出长度的密钥。
2. 如果密钥长度小于哈希函数输出长度，则在密钥后面填充0，直到密钥长度等于哈希函数输出长度。
3. 对密钥进行异或运算，得到两个子密钥K1和K2。

输出阶段：
1. 对于要认证的消息M，将它与K1异或后，使用哈希函数进行哈希，得到一个中间值M0。
2. 如果消息只有一个分组，则将M0与K2异或后，使用哈希函数进行哈希，得到最终的消息认证码。
3. 如果消息有多个分组，对于第i个分组，将它与Mi-1异或后，使用哈希函数进行哈希，得到Mi。
4. 对于最后一个分组，将Mi与K2异或后，使用哈希函数进行哈希，得到最终的消息认证码。

区别：
1. CMAC使用对称加密算法，而HMAC使用哈希函数。
2. CMAC的密钥扩展过程与HMAC不同。
3. CMAC的中间值Mi是使用对称加密算法加密得到的，而HMAC的中间值Mi是使用哈希函数哈希得到的。
4. CMAC和HMAC都能够保证消息的完整性、真实性和不可抵赖性，但是CMAC的安全性更高一些，因为它能够防止更多种类的攻击。