SM4(암호화기)

SM4

일반
디자이너	Academy of Sciences, Data Assurance & Communication Security Center(데이터 보증 및 통신 보안 센터)
초판	2006년 (비공개,[1] 2012년 3월 21일 표준화)
암호 상세
키 사이즈	128비트
블록 크기	128비트
구조.	언밸런스 페이스
라운드	32
최고의 퍼블릭 암호 분석
22라운드에 대한 선형 및 차등 공격

ShangMi 4(SM4) (구 SMS4)^[2]는 중국 전국무선랜 WAPI(WLAN Authentication and Privacy Infrastructure)에서 사용되는 블록 암호로 트랜스포트 레이어 ^[3]보안에서도 사용됩니다.

SM4는 IEEE 802.11i 표준용으로 제안된 암호였지만, 지금까지 ISO에 의해 거부되었습니다.거부 이유 중 하나는 ^{[citation needed]}IEEE의 WAPI 패스트트랙 제안에 반대했기 때문입니다.

SM4 알고리즘은 CAS의 Data Assurance & Communication Security Center와 미국암호관리국의 Commercial Cryptogrophy Testing Center에 의해 작성되었습니다.주로 Lü Shuwang(중국어: 述 ( ( ()에 의해 개발되었습니다.이 알고리즘은 2006년 1월에 기밀 해제되었으며 2016년 ^[4]8월에 국가 표준(GB/T 32907-2016)이 되었습니다.

암호 상세

SM4 암호는 키사이즈와 블록사이즈가 ^[5][6]각각 128비트입니다.데이터 블록 1개의 암호화 또는 복호화는 32라운드로 구성됩니다.비선형 키 스케줄은 라운드 키를 생성하기 위해 사용되며, 복호화에서는 암호화와 동일한 라운드 키가 사용됩니다.단, 순서는 반대입니다.

키 및 키 파라미터

암호화 키의 길이는 128비트입니다.${\displaystyle M}$ K${\displaystyle {}_{}=}$ ( M ${\displaystyle {K\mathrm{}}_{}}$ 0 , ${\displaystyle \text{M}}$ ${\displaystyle {K\mathrm{}}_{}}$1, ${\displaystyle {}_{}}$ K${\displaystyle {}_{}{2\mathrm{}}_{}}$, ${\displaystyle {MK\mathrm{}}_{}}$3 $)({displaystyle$ MK ${\displaystyle =}$ (MK_${0$, \ $MK_{1}$ , \ $MK_{$2} , \ $MK_{3}$ )$$。$여기$서 ${\displaystyle {MK}_{}{}_{}}$i${\displaystyle }$( ${\displaystyle 0}$ ,${\displaystyle \text{1}\mathrm{}}$) 、 1 ) 。

라운드 키는 (${\displaystyle {}_{}}$ k${\displaystyle {}_{}{0\mathrm{}}_{}}$ , ${\displaystyle \text{r}}$ ${\displaystyle {}_{}{1\mathrm{}}_{}}$,${\displaystyle }$… , ${\displaystyle \text{r}}$ ${\displaystyle {\mathrm{k}}_{}}$ 31$$ { $displaystyle$($rk$_ { $0$, \ $rk$_ {$1}$, \$ldots$, \ $rk$_ { $31$} )로 표시됩니다$.{\displaystyle }$$여기$서 각 ${\displaystyle {rk}_{}}$i ( ${\displaystyle i}$ ${\displaystyle =0}$ , ${\displaystyle ...}$ , ${\displaystyle 31}$ { $displaystyle rk$_ { $i$} ( i$= 0$ , $\ldots$ , \ ) \ ldots , 31 )는 단어입니다$.$암호화 키에 의해 생성됩니다.

${\displaystyle F}$ K ${\displaystyle =}$ ( ${\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {K\mathrm{}}_{}}$ 0${\displaystyle {}_{}}$, ${\displaystyle \text{F}}$ ${\displaystyle {K\mathrm{}}_{}}$1 , ${\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {K\mathrm{}}_{}{}_{}}$ , F K ${\displaystyle {3\mathrm{}}_{}}$)${\displaystyle {}_{}}${$displaystyle$ FK = ($FK_{0}$ , \ $FK_{1}$ , \ $FK_{2}$ , \ $FK_{3}$ )는$$ 시스템 파라미터입니다.

${\displaystyle C}$ K ${\displaystyle =}$ ( ${\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {K\mathrm{}}_{}}$0 , ${\displaystyle \text{C}}$ K${\displaystyle {}_{}{1\mathrm{}}_{}}$ , ${\displaystyle ...}$ , ${\displaystyle {}_{}}$ K $){$ $display CK$= ( $CK$_ {$0$, \ $\ldots$, \ $CK$$$_ ${ 31$$$}$$)는$$ ${\displaystyle {ki}_{}}$를 $생성$하기 위해 사용되는 고정 파라미터입니다.

$(\$ FK_${i$}) 및$$ $(\$})는 알고리즘 확장에 사용되는 단어입니다.

둥글다

각 라운드는 4개의${\displaystyle {}_{}}$${\displaystyle {\mathrm{이전}}_{}}$ ${\displaystyle {}_{}}$ 출력 $Xi{\displaystyle {}_{}}$, ${\displaystyle {Xi}_{}}$ + ${\displaystyle 1_{}}$,${\displaystyle {}_{}{Xi}_{}{}_{}}$+${\displaystyle {}_{}{2,}_{}{}_{}}$ + $({$+1$}, X_{i$+2$}, X_${i$$$+$3})에서 계산됩니다. ${\displaystyle {Xi}_{}}$ ${\displaystyle {+}_{}}$ 4 ${\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle {Xi}_{}{f}_{}}$ F${\displaystyle }$( ${\displaystyle X_{}}$i + 1 ${\displaystyle {}_{}}$ + 1 ${\displaystyle {}_{}}$ 2${\displaystyle {}_{}}$） ${\displaystyle {}_{}}$$}$

$여기$서$$F(\$displaystyle$ F$)$는 비선형 변환, S박스 및 선형 $변환{\displaystyle }$ L$(\displaystyle$ L$)$로 구성된 대체 함수입니다.

S박스

S박스는 8비트 입력 및 8비트 출력용으로 고정되며 Sbox()로 표기됩니다.AES와 마찬가지로 S박스는 GF(2)에⁸ 대한 곱셈 역수를 기반으로 합니다.아핀 변환과 다항식 베이스는 AES와 다르지만, AES Rijndael ^[7]S-box가 주어지면 아핀 동형성에 의해 효율적으로 계산될 수 있다.

발언

2012년 3월 21일 중국 정부는 산업 표준 "GM/T 0002-2012 SM4 블록 암호 알고리즘"을 발표하여 SMS4를 ^[2]SM4로 공식 명칭 변경했습니다.

SM4에 대한 영어 설명은 인터넷 드래프트로 제공됩니다.ANSI ^[8]C에서의 참조 실장이 포함되어 있습니다.

SM4는 ARMv8.4-A의 ^[9]ARM 아키텍처 확장의 일부입니다.

레퍼런스

외부 링크

• 리덕션 SMS4 블록 암호의 선형 및 차분 암호 분석
• 스프레드시트로 구현된 SMS4의 예
• 루수왕 페이지(중국어)
• GmSSL 프로젝트(GuoMi 알고리즘을 사용한 OpenSSL 포크)