Java实现SM3加密算法
1. 总览
在开始深入了解如何实现Java中的SM3加密算法之前，我们需要先了解一下整个算法的流程。下面是实现SM3加密算法的基本步骤：
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 1 | 初始化参数 |
| 2 | 预处理 |
| 3 | 消息扩展 |
| 4 | 压缩函数 |
| 5 | 输出结果 |
2. 初始化参数
在实现SM3加密算法之前，我们需要先初始化一些参数。首先，我们需要定义一些常量，如下所示：
private static final int[] T = {
0x79CC4519, 0xF3988A32, 0xE7311465, 0xCE6228CB, 0x9CC45197, 0x3988A32F, 0x7311465E, 0xE6228CBC,
0xCC451979, 0x988A32F3, 0x311465E7, 0x6228CBCE, 0xC451979C, 0x88A32F39, 0x11465E73, 0x228CBCE6
};
private static final int[] IV = {
0x7380166F, 0x4914B2B9, 0x172442D7, 0xDA8A0600, 0xA96F30BC, 0x163138AA, 0xE38DEE4D, 0xB0FB0E4E
};
3. 预处理
在进行消息的处理之前，我们需要对消息进行一些预处理，包括填充消息和添加长度。下面是预处理的代码示例：
// 填充消息
private static byte[] padding(byte[] message) {
int paddingLength = 64 - (message.length + 9) % 64;
byte[] padding = new byte[paddingLength + 9];
padding[0] = (byte) 0x80;
for (int i = 1; i < paddingLength; i++) {
padding[i] = 0x00;
}
long messageLength = message.length * 8;
for (int i = 0; i < 8; i++) {
padding[paddingLength + i] = (byte) ((messageLength >> (56 - i * 8)) & 0xFF);
}
return padding;
}
4. 消息扩展
在预处理完成后，我们需要对填充后的消息进行消息扩展。消息扩展使用了一个消息扩展函数，将填充后的消息分为若干个512位的消息块，然后对每个消息块进行处理。下面是消息扩展的代码示例：
// 消息扩展
private static int[][] expand(byte[] padding) {
int blockCount = padding.length / 64;
int[][] messageBlocks = new int[blockCount][16];
for (int i = 0; i < blockCount; i++) {
for (int j = 0; j < 16; j++) {
messageBlocks[i][j] = (padding[i * 64 + j * 4] & 0xFF) << 24
| (padding[i * 64 + j * 4 + 1] & 0xFF) << 16
| (padding[i * 64 + j * 4 + 2] & 0xFF) << 8
| (padding[i * 64 + j * 4 + 3] & 0xFF);
}
}
return messageBlocks;
}
5. 压缩函数
在消息扩展完成后，我们需要使用压缩函数对每个消息块进行处理。压缩函数由4个部分组成：置换函数、非线性函数、线性函数和置换函数。下面是压缩函数的代码示例：
// 压缩函数
private static int[] compress(int[] messageBlock) {
int[] v = new int[8];
int[] v_ = new int[8];
System.arraycopy(IV, 0, v, 0, 8);
System.arraycopy(v, 0, v_, 0, 8);
for (int i = 0; i < 64; i++) {
int ss1 = (Integer.rotateLeft(v_[0], 12) + v_[4] + Integer.rotateLeft(T[i], i % 32)) & 
