一、 SM4算法简介
SM4算法是中国国家密码管理局于2012发布的一种分组密码算法，其官方名称为SMS4（SMS4.0），相关标准为GM/T 0002-2012《SM4分组密码算法》。SM4算法的分组长度和密钥长度均为128比特,采用非平衡Feistel结构。采用32轮非线性迭代结构，加密和解密过程结构相同，但使用的轮密钥顺序相反。
二、SM算法流程
加密算法由32次迭代和1次反序列变化R组成。
解密变换和加密变换结构相同，不同的仅是轮密钥的使用顺序。
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密钥扩展（Key Schedule）：将128位的输入密钥通过一个固定的密钥扩展算法扩展为32轮的轮密钥。
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初始置换（Initial Permutation, IP）：将128位的明文块进行初始置换。
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轮函数（Round Function）：明文块通过32轮非线性迭代处理。每一轮中，轮函数F会对数据进行处理，生成中间结果。
- 非线性变换（Non-linear Transformation） ：非线性变换τ由
4个并行的S盒构成，S盒为固定的8比特输入8比特输出的置换。 - 线性变换（Linear Transformation）： 线性变换L'是32位循环左移操作，具体为L'(B) = B ⊕ (B <<< 13) ⊕ (B <<< 23)。
- 轮密钥加（Round Key Addition）：在每一轮中，将数据与轮密钥进行异或操作。
- 最终置换（Final Permutation, FP） ：在所有轮次完成后，对数据进行最终置换，得到密文。
这个流程确保了SM4算法的安全性和效率，适用于需要高安全性的数据加密场景。
| 特征 | 描述 |
|---|---|
| 分组长度 | 128位（16字节） |
| 密钥长度 | 128位（16字节） |
| 加密轮数 | 32轮非线性迭代结构 |
| Feistel结构 | 采用非平衡Feistel结构 |
| S盒非线性 | 非线性变换τ由4个并行的S盒构成，S盒是非线性的 |
| 线性变换 | 线性变换L'是32位循环左移操作 |