[发明专利]一种SM4加密算法的软件优化实现方法

摘要

本发明公开了一种SM4加密算法的软件优化实现方法，该方法包括：预处理步骤，包括明文编排和密钥编排，其中明文编排将256*128到128*256大小的比特粒度矩阵转置；密钥编排与明文编排类似；迭代计算步骤，将256组128比特的数据表示为32轮的加密密钥记为进行32次迭代运算：其中^表示异或运算；反序计算步骤，将输出的128比特的加密数据表示为反编排步骤，即编排的逆过程。本发明通过构造新的“选择函数”和搜索算法方法简化了SM4中S盒的逻辑表达式，配合X86架构丰富的寄存器资源和强大的SIMD拓展指令集，实现了SM4算法的快速软件加解密，提高了执行效率。

主权项

1.一种SM4加密算法的软件优化实现方法，特征在于，包括：预处理步骤，包括明文编排和密钥编排，其中明文编排将输入为256*128比特的256组128比特数据，通过比特矩阵转置变换，输出为128*256比特；密钥编排将第i轮加密的128比特密钥RK_i变换得到其中表示将RK_i每比特重复256次得到的结果；迭代计算步骤，将256组128比特的数据表示为32轮的加密密钥记为进行32次迭代运算：其中^表示异或运算；合成置换T的输入和输出都是256组32比特，由非线性变换τ和线性变换L复合而成T(·)＝L(τ(·))；反序计算步骤，将输出的128比特的加密数据表示为反编排步骤，从切片后的128组256比特数据组织方式恢复到正常256组128比特数据。