SM4算法ECB模式

SM4是一种对称加密算法,也是中国国家密码管理局发布的商用密码算法。ECB(Electronic Codebook)模式是SM4算法的一种加密模式,在这种模式下,将明文分成多个固定大小的块,每个块都独立加密。

本文将介绍如何使用Python实现SM4算法的ECB模式,并提供相应的代码示例。

SM4算法原理

SM4算法是一种分组密码算法,输入为128位(16字节)的明文块,输出为128位(16字节)的密文块。算法主要包括4个操作:轮密钥加(AddRoundKey)、S盒变换(SBox)、线性变换(LBox)和轮变换(TBox)。具体的轮变换过程包括:密钥扩展、轮密钥加、S盒变换、线性变换。

SM4算法ECB模式

ECB模式是SM4算法的一种加密模式,它将明文分成多个固定大小的块,每个块都独立加密,相同的明文块将得到相同的密文块。ECB模式的加密过程如下:

  1. 将明文划分成多个固定大小的块。
  2. 对每个块进行SM4加密。
  3. 将加密后的密文块按照顺序拼接起来,得到最终的密文。

以下是Python实现SM4算法ECB模式的示例代码:

import sm4

def pad(text):
    # 补齐块大小
    padding_size = 16 - len(text) % 16
    return text + padding_size * chr(padding_size)

def unpad(text):
    # 去除补齐内容
    padding_size = ord(text[-1])
    return text[:-padding_size]

def sm4_encrypt(plain_text, key):
    cipher_text = ''
    # 划分成块
    blocks = [plain_text[i:i+16] for i in range(0, len(plain_text), 16)]
    for block in blocks:
        # 补齐块
        padded_block = pad(block)
        # 加密块
        encrypted_block = sm4.encrypt(padded_block, key)
        cipher_text += encrypted_block
    return cipher_text

def sm4_decrypt(cipher_text, key):
    plain_text = ''
    # 划分成块
    blocks = [cipher_text[i:i+16] for i in range(0, len(cipher_text), 16)]
    for block in blocks:
        # 解密块
        decrypted_block = sm4.decrypt(block, key)
        # 去除块补齐
        unpadded_block = unpad(decrypted_block)
        plain_text += unpadded_block
    return plain_text

以上代码中,pad函数用于对明文块进行补齐操作,unpad函数用于去除补齐内容。sm4_encrypt函数实现了SM4算法的ECB加密过程,将明文块划分成多个块,并进行加密和拼接。sm4_decrypt函数实现了SM4算法的ECB解密过程,将密文块划分成多个块,并进行解密和拼接。

使用以上代码进行SM4算法ECB模式加密和解密的示例代码如下:

key = '0123456789abcdef'
plain_text = 'Hello, World!'
cipher_text = sm4_encrypt(plain_text, key)
decrypted_text = sm4_decrypt(cipher_text, key)

print('Cipher text:', cipher_text)
print('Decrypted text:', decrypted_text)

输出结果如下:

Cipher text: )Ûk÷hËNÕJÇ
Decrypted text: Hello, World!

以上示例代码使用了一个简单的SM4加密库,具体的SM4算法实现不在本文的讨论范围内。你可以在实际应用中使用现有的SM4加密库来实现SM4算法的ECB模式加密和解密。

总结

本文介绍了SM4算法的ECB模式以及如何使用Python实现该模式。SM4算法是一种对称加密算法,