"本文介绍了SM4分组密码算法，包括算法的基本结构、术语、操作和轮函数。SM4算法常用于无线局域网产品，具有128比特的分组长度和密钥长度，采用32轮非线性迭代结构。加密和解密算法的结构相同，但解密时轮密钥的顺序相反。文章还详细描述了字、字节、S盒、基本运算以及密钥和密钥扩展的相关概念。"
SM4分组密码算法是中国制定的一种用于无线局域网安全的分组密码标准，它具有高安全性与高效性。该算法的核心特点是其128比特的分组长度和同样大小的密钥长度，确保了足够的密钥空间，增加了破解难度。加密和解密过程都基于32轮的非线性迭代结构，但解密时轮密钥的使用顺序是加密的逆序，这使得解密过程与加密过程相对应但不相同。
在SM4中，涉及到的一些关键术语包括：
1. 字（Word）和字节（Byte）：字是\( \mathbb{Z}_2^{32} \)中的元素，字节是\( \mathbb{Z}_2^8 \)的元素，它们构成了数据的基本单位。
2. S盒（S-box）：是一个8比特输入、8比特输出的固定置换函数，对非线性特性起到关键作用。
3. 基本运算：包括异或（⊕）和32比特循环左移（<<<），这些运算是SM4算法的基础操作。
轮函数F是SM4算法的核心，它将输入数据与轮密钥结合，通过一系列非线性和线性变换完成加密。轮函数F的计算过程包括：
1. 合成置换T：这是一个可逆变换，由非线性变换τ和线性变换L两部分组成。
2. 非线性变换τ：τ通过4个并行的S盒执行，每个S盒将一个32比特的输入转换为另一个32比特的输出，增加非线性特性。
3. 线性变换L：接收到τ的输出后，进行线性转换，进一步混淆数据。
密钥和密钥扩展是SM4算法的另一重要方面。加密密钥（MK）由4个字组成，而轮密钥（rk）是由加密密钥经过密钥扩展算法生成的，扩展后的轮密钥用于每轮的迭代。系统参数FK和固定参数CK用于密钥扩展过程，确保了密钥的多样性，增强安全性。
SM4分组密码算法是一种设计精良的密码学工具，广泛应用于无线通信和数据保护领域。其严密的结构和丰富的非线性特性使其在抵御各种攻击时具有较强的抵抗能力。对于加密算法的研究者，理解并掌握SM4算法的原理和实现细节至关重要。
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