[发明专利]国密SM4分组密码算法的检测方法

摘要

本发明涉及一种国密SM4分组密码算法的检测方法，本发明将词法、语法和语义分析的方法应用于国密SM4算法检测，把输入的测试源代码搜索国密SM4算法的特征值来进行匹配，由于国密SM4算法的特征值都是固定参数，因此算法结构具有一定的规律性。然后设计一个程序语言的词句分析方法，先运用词法分析方法逐字符扫描源代码文件，识别程序关键字和国密SM4算法的特征参数；再运用语法分析方法，对处理过的源代码文件组合成语法短语，并生成抽象语法树和记录SM4特征参数的数组名；然后利用语义分析进行类型审查，根据语法树和SM4特征数组名构造SM4链表；最终根据SM4链表完成国密SM4算法的检测。

主权项

1.国密SM4分组密码算法的检测方法，包括如下步骤：(1)打开测试代码工程文件，从左到右逐字符扫描，执行词法分析，对程序定义的字符流匹配，然后根据构词规则识别单词，并将其标识。在扫描过程中，词法分析程序对代码注释清理，对程序的关键词进行匹配等操作的同时，若扫描的单词匹配置换盒Sbox的参数、系统参数FK和固定参数CK，则标记文件名及其行数；具体包括：11)通过open打开SM4国密算法的代码文件和测试的工程文件；12)在使用SM4国密算法的代码中提取置换盒Sbox、系统参数FK、固定参数CK的特征参数；Sbox特征参数为： 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特征参数为：FK0＝a3b1bac6,FK1＝56aa3350,FK2＝677d9197,FK3＝b27022dc；CK特征参数为：00070e151c232a31383f464d545b626970777e858c939aa1a8afb6bdc4cbd2d9e0e7eef5fc030a11181f262d343b424950575e656c737a81888f969da4abb2b9c0c7ced5dce3eaf1f8ff060d141b222930373e454c535a61686f767d848b9299a0a7aeb5bcc3cad1d8dfe6edf4fb020910171e252c333a41484f565d646b727913)利用词法分析器LEX，对测试的工程文件进行分析，注释清理；14)LEX进行程序关键词、置换盒Sbox、系统参数FK、固定参数CK的特征参数匹配，进行粗略检测；15)如果粗略检测成功，则标记当前测试的文件名和记录行数；(2)在步骤(1)词法分析的结果上执行语法分析，把单词序列组合成一个个的语法短语，语法短语若是“数组”，且有步骤(1)的标记，则继续判断该数组是否置换盒Sbox、系统参数FK、固定参数CK的特征参数，如果是，则记录下数组名，否则继续下一个语法短语的组合。其结果形成具有国密SM4分组算法特征参数的抽象语法树；具体包括：21)利用语法分析器YACC分析是否“语句”、“表达式”、“数组”、“程序”等等；22)判断是具有置换盒Sbox、系统参数FK、固定参数CK的特征参数的“数组”短语，如果是，继续执行3)；否则回到1)；23)执行到测试文件末尾，形成具有国密SM4分组算法特征参数的抽象语法树；(3)在步骤(2)所得的抽象语法树进行语义分析，对结构上的源程序进行上下文有关性质的审查，包括进行置换盒Sbox、系统参数FK和固定参数CK的特征参数的类型审查；若特征的类型审查不合规，则删除该特征的节点及节点下面所有层的节点；(4)利用自下而上的LR分析法遍历查询根据步骤(2)、步骤(3)生成的语法树，找到具有置换盒Sbox、系统参数FK和固定参数CK的特征参数的数组名节点，然后向上层层查询和记录直到语法树的根节点，分别构造Sbox链表、FK链表和CK链表；具体是：41)新建Sbox空链表；42)利用自下而上的LR分析法遍历查询根据步骤(2)(3)生成的语法树；43)根据步骤(2)记录的Sbox数组名，匹配具有置换盒Sbox特征参数的数组名节点，并记录在Sbox链表的头节点上；44)查询语法树中置换盒Sbox数组名节点的上一层节点，并记录在Sbox链表的下一节点；45)继续查询语法树上一层节点并记录到Sbox链表，循环执行该步骤，直至查询到语法树的根节点，Sbox链表构造完成；46)与构造Sbox链表的1‑5)相同，根据步骤(2)记录的FK数组名和CK数组名，分别构造以上两个数组名为头节点的，系统参数FK特征的FK链表和固定参数CK特征的CK链表；(5)构造SM4链表，将步骤(4)生成的Sbox链表、FK链表、CK链表进行查询对比，匹配一个节点则记录到SM4链表，循环执行此过程直到Sbox链表、FK链表和CK链表的末结点；具体是：51)新建一个S1和SM4空链表；52)以FK链表为参考链表，从CK链表头节点开始，依次比较FK链表的节点名，并把节点名匹配的节点依次记录到S1链表，直到FK链表末尾；53)以S1链表为参考链表，从Sbox链表的头节点开始，依次比较S1链表的节点名，并把节点名匹配的节点依次记录到SM4链表，直到S1链表末尾；(6)在步骤(5)形成的SM4链表上，提取所有节点的函数名，并在测试代码文件上进行搜索，记录其文件名和行数，循环执行此过程直到末节点，即可完成国密SM4算法检测。