SM4分組算法模塊

發(fā)布時(shí)間:2020/8/1 14:53:49 訪問(wèn)次數(shù):454

對(duì)稱加密(也叫私鑰加密)指加密和解密使用相同密鑰的加密算法。對(duì)這兩個(gè)操作使用單個(gè)KEY使其成為一個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程，因此稱為“對(duì)稱”。對(duì)稱加密算法的特點(diǎn)是算法公開(kāi)、計(jì)算量小、加密速度快、加密效率高。與非對(duì)稱加密算法相比，對(duì)稱加密的速度要快得多，需要的計(jì)算能力更少，在互聯(lián)網(wǎng)中不需降低互聯(lián)網(wǎng)速度。意味著，當(dāng)加密的數(shù)據(jù)量很大時(shí)，對(duì)稱加密是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。另外同類(lèi)的對(duì)稱加密方法還有AES，RC4，DES，3DES，RC5，RC6等。

SM4算法是一個(gè)分組算法，該算法的分組長(zhǎng)度為128比特，密鑰長(zhǎng)度為128比特。加密算法與密鑰擴(kuò)展算法都采用32輪非線性迭代結(jié)構(gòu)。解密算法與加密算法的結(jié)構(gòu)相同，只是輪密鑰的使用順序相反，解密輪密鑰是加密輪密鑰的逆序。在碼靈半導(dǎo)體CFW32C7UL系列中SM4算法是通過(guò)硬件方式實(shí)現(xiàn)的。

CFW32C7UL系列 SM4算法的效率

我們通過(guò)輸入128KB明文數(shù)據(jù)，執(zhí)行加解密運(yùn)算后輸出加解密運(yùn)算結(jié)果，并記錄下含接口數(shù)據(jù)傳輸?shù)男酒ぷ鲿r(shí)長(zhǎng)，得到CFW32C7UL系列 SM4算法的效率。

SM4接口加密運(yùn)算(ECB模式)

SM4接口解密運(yùn)算(ECB模式)

碼靈半導(dǎo)體CFW32C7UL系列的SM4算法效率可以達(dá)到64Mbps。

SM2屬于非對(duì)稱加密算法，與對(duì)稱加密方法相反，非對(duì)稱加密涉及多個(gè)密鑰，用于數(shù)據(jù)的加密和解密，是在數(shù)學(xué)上彼此相關(guān)的兩個(gè)不同的加密密鑰，即：公開(kāi)密鑰（簡(jiǎn)稱公鑰）和私有密鑰（簡(jiǎn)稱私鑰）。公鑰與私鑰是一對(duì)，如果用公鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，只有用對(duì)應(yīng)的私鑰才能解密。非對(duì)稱加密與與對(duì)稱加密相比，在加密和解密花費(fèi)的時(shí)間更長(zhǎng)、速度相對(duì)較慢，比較適合對(duì)少量數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用場(chǎng)景。

SM2算法是基于ECC橢圓曲線算法，CFW32C7UL系列支持硬件PKI，ECC，DIV大數(shù)運(yùn)算，同時(shí)SM2算法是通過(guò)軟件與硬件相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)，是一種安全性極高和效率極高的公鑰算法。同類(lèi)算法如：RSA、Elgamal、背包算法、Rabin、D-H、ECC等。

非對(duì)稱加密算法的運(yùn)行速度比對(duì)稱加密算法的速度慢很多，當(dāng)需要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密時(shí)，建議采用對(duì)稱加密算法，以提高加解密速度。對(duì)稱加密算法的密鑰管理是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，密鑰的管理直接決定著他的安全性，因此當(dāng)數(shù)據(jù)量很小時(shí)，我們可以考慮采用非對(duì)稱加密算法。

因?qū)ΨQ加密算法不能實(shí)現(xiàn)簽名，因此簽名時(shí)使用非對(duì)稱算法。在實(shí)際的操作過(guò)程中，我們通常采用的方式是：采用非對(duì)稱加密算法管理對(duì)稱算法的密鑰，然后用對(duì)稱加密算法加密數(shù)據(jù)，這樣我們就集成了兩類(lèi)加密算法的優(yōu)點(diǎn)，既實(shí)現(xiàn)了加密速度快的優(yōu)點(diǎn)，又實(shí)現(xiàn)了安全方便管理密鑰的優(yōu)點(diǎn)。

通過(guò)以上對(duì)CFW32C7UL系列 SM2和SM4算法模塊的介紹，相信您對(duì)國(guó)密模塊的使用有更深入的了解。碼靈半導(dǎo)體CFW32C7UL系列除了支持國(guó)密算法外，同樣也支持國(guó)際常見(jiàn)的通用加解密算法，如AES和SHA算法，這部分算法也是通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)。