典型密碼算法C語言實現(附光碟)（簡體書）

信息在社會中的地位和作用越來越重要，已成為社會發展的重要戰略資源，隨之而產生的信息安全問題也日益受到人們的關注，保障信息的安全是保障國家穩定、促進經濟發展的重要因素。為了提高我國信息安全的建設水平，提升大學生對密碼學與信息安全相關技術的運用能力，國內許多高校開設了有關密碼學和網絡安全的課程，然而所用教材與參考書籍大多側重密碼算法理論與原理的描述與分析，缺乏對算法的實現過程與實現環境的具體描述，對算法的代碼實現更是無從談起，不少學生學習起來感覺比較茫然和枯燥，對密碼學典型算法的掌握也不夠深入扎實，造成對密碼學相關知識的學習效果不夠理想，對密碼學關鍵知識與算法的理解和運用能力跟不上。因此，本著幫助讀者學習、研究密碼學算法的初衷，本書側重描述密碼算法的代碼實現過程，培養讀者的動手編程能力，在前人工作的基礎上，根據國家公布的有關標準密碼算法以及密碼學研究的熱點，就現行的主要密碼算法進行了編程實現。
本書是一本內容豐富、特色鮮明、實用性強的密碼學算法原理和算法實現的參考用書，書中不僅給出了算法的理論知識，還在VC6．。平臺上編程實現了整個算法，并且還附加了相關的實現截圖以及密碼算法實現效率分析。本書不僅適用于大學本科生以及研究生的教學與參考用書，而且可以作為密碼科學研究人員與工程開發人員的參考用書。
書中密碼算法主要分四大部分，分別是序列密碼、分組密碼、公鑰密碼和HaSh算法，其中序列密碼的代表是祖沖之算法，分組密碼的代表是DES和SM4算法，公鑰密碼有RSA公鑰密碼體制、ElGamal密碼體制、Pa小ier公鑰密碼體制、NTRU密碼體制、ECC密碼體制、背包密碼體制、SM2密碼體制和McEliece密碼體制，Hash算法主要有第三代Hash算法SHA--3的5個代表算法。
本書由北京電子科技學院李子臣教授、楊亞濤博士負責編寫。參加編寫的還有高曉東、趙程程、白建、張若箐、陳志偉、牛飛斐、曹杰、張爽、李澤慧、李海青、楊俊明、任同會等研究生；北京電子科技學院的部分老師也參加了本書的編寫與校對。在此，向所有為本書編寫工作做出貢獻的同志致以衷心的感謝！
最后要特別感謝北京電子科技學院相關領導的支持；國防工業出版社為本書的校對、編輯和出版做了大量的工作，作者對此也表示誠摯的感謝！由于時間的倉促和作者水平有限，我們雖然盡全力對本書進行了校對和檢錯，但是不免還有疏漏之處，懇請廣大讀者批評指正。
編者

第1章 祖沖之算法原理與實現
祖沖之算法集，包括祖沖之算法（以下簡稱ZUC算法）、128-EEA3加密算法和128-EIA3完整性算法，是我國自主設計的密碼算法體系中一個新的研究成果。該算法集是由我國中科院數據保護和通信安全研究中心設計研制，2010年6月首次發表，已經被國際組織3GPP批準成為4G無線通信的第三套國際加密和完整性標準算法。這是我國商用密碼算法首次走出國門，參與國際競標，對我國移動通信產業和商用密碼產業的發展具有十分重要的意義。
1．1 算法描述
ZUC算法是一個面向字的流密碼．它需要一個128位的初始密鑰和一個128位的初始向量作為輸入，輸出為一串32位字的密鑰流，其中密鑰流可以用來加密或解密。該算法的執行分為兩個階段：初始化階段和工作階段。在第一階段中，首先將密鑰和初始向量進行初始化，密碼算法運行但不產生輸出。第二階段中，每一個時鐘脈沖，均會控制產生一個32位字的輸出。
ZUC密鑰流算法整體邏輯結構見圖1-l，由一個頂層的16段的線性反饋移位寄存器（Linear Feedback Shifting Register，LFSR）、中間層比特重組（BR）和底層非線性函數F組成。圖中符號所表示的具體含義在后文中逐步介紹。
ZUC算法中所需的符號和慣例如下所示。
1．基
一般的整數被表示成十進制、十六進制或二進制的數字。通常我們使用前綴“OX”表示十六進制，下標“2”表示二進制。
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