商用密碼算法原理與C語言實現（簡體書）

2020年1月1日，《中華人民共和國密碼法》正式施行。國家鼓勵和支持密碼科學技術研究與應用，促進密碼科學技術進步與創新，加強密碼人才培養和隊伍建設，採取多種形式加強密碼安全教育。本書是在國家密碼管理局和中國密碼學會的指導下，依據我國發佈的商用密碼算法標準編寫而成的。本書作者長期從事密碼學的教學與科研工作，編寫材料來自多年教學和科研案例。本書詳細講解商用密碼概述、祖沖之序列密碼算法、SM2橢圓曲線公鑰密碼算法、SM3密碼雜湊算法、SM4分組密碼算法、SM9標識密碼算法，包括密碼算法的設計原理和實現過程等，並在C語言環境下編程實現了密碼算法，以期幫助廣大密碼愛好者更好地理解和使用商用密碼算法。本書適合作為高等院校信息安全專業、網絡空間安全專業或其他相關專業學生的教材，也可作為相關領域教學、科研人員及工程技術人員的參考書。

李子臣，博士，教授，博士生導師，清華大學計算機科學與技術系出站博士後。主要從事公鑰密碼學、數字簽名、後量子密碼等方面的研究。現任中國密碼學會理事、中國密碼學會教育與科普工作委員會副主任、中國人工智能學會理事、中國人工智能學會智能傳媒學會常務副理。先後參加和承擔完成了國家973計劃項目，國家自然科學基金重大研究計劃項目，"十五”國家科技攻關計劃，全國博士後基金項目，省自然科學基金等多項科研項目等。先後在IEEE、IEE、IPL、《電子學報》、《通信學報》等學術刊物和國際國內學術會議上發表學術論文100餘篇。編寫教材多部。

密碼算法講解條理清晰、層次分明首先介紹密碼算法的理論基礎，再詳細分析密碼算法的設計原理與思路，以及密碼算法的特點和安全性，最終證明密碼算法的正確性。

系統講解商用密碼算法內容包括祖沖之序列密碼算法、SM2橢圓曲線公鑰密碼算法、SM3密碼雜湊算法、SM4分組密碼算法、SM9標識密碼算法。

理論與實踐相結合詳細介紹密碼算法設計原理，精心設計密碼算法示例。讀者可通過流程圖理解密碼算法實現步驟，通過截圖查看運行結果。

包含核心代碼，方便讀者使用內容包含密碼算法核心代碼，讀者可分析應用，也可進行二次開發。

第1章 商用密碼概述 1

1.1 商用密碼的概念 1

1.2 商用密碼的算法介紹 3

1.3 商用密碼的應用 5

第2章 祖沖之序列密碼算法 8

2.1 算法描述 8

2.1.1 參數描述 8

2.1.2 參數產生 11

2.1.3 算法運行 13

2.1.4 安全性分析 15

2.2 加密/解密算法和完整性算法 16

2.2.1 加密/解密算法 16

2.2.2 完整性算法 18

2.3 算法實現 19

2.3.1 算法舉例 19

2.3.2 程序流程 22

2.3.3 實現環境 23

2.3.4 核心代碼 23

2.3.5 實現結果 26

2.3.6 性能分析 27

2.4 本章小結 27

第3章 SM2橢圓曲線公鑰密碼算法 28

3.1 加密/解密算法描述 28

3.1.1 參數產生 28

3.1.2 密鑰產生 30

3.1.3 加密/解密過程 30

3.1.4 安全性分析 32

3.2 加密/解密算法實現 34

3.2.1 算法舉例 34

3.2.2 算法實現 35

3.2.3 實現結果 38

3.3 數字簽名算法描述 40

3.3.1 參數與密鑰的產生 40

3.3.2 數字簽名生成、驗證過程 40

3.3.3 數字簽名算法安全性分析 43

3.4 數字簽名算法實現 43

3.4.1 算法舉例 43

3.4.2 算法實現 44

3.4.3 實現結果 47

3.5 密鑰協商算法描述 49

3.5.1 密鑰協商過程 49

3.5.2 密鑰協商算法安全性分析 51

3.6 密鑰協商算法實現 52

3.6.1 算法舉例 52

3.6.2 算法實現 53

3.6.3 實現結果 55

3.6.4 性能分析 56

3.7 本章小結 56

第4章 SM3密碼雜湊算法 57

4.1 算法參數與函數 57

4.2 算法描述 58

4.2.1 消息填充與擴展 58

4.2.2 壓縮函數 59

4.2.3 迭代過程 59

4.3 設計原理 60

4.3.1 壓縮函數的設計 60

4.3.2 消息擴展算法的設計 62

4.4 算法實現 62

4.4.1 核心代碼 62

4.4.2 實現結果 68

4.5 本章小結 69

第5章 SM4分組密碼算法 70

5.1 算法參數 70

5.2 基本密碼構件 70

5.3 加密/解密算法描述 72

5.3.1 密鑰擴展算法 73

5.3.2 加密/解密流程 73

5.3.3 算法分析 74

5.4 算法實現 75

5.4.1 算法舉例 75

5.4.2 程序流程 77

5.4.3 實現環境 78

5.4.4 核心代碼 78

5.4.5 實現結果 79

5.5 本章小結 82

第6章 SM9標識密碼算法 83

6.1 加密/解密算法描述 83

6.1.1 參數產生 83

6.1.2 密鑰產生 86

6.1.3 加密/解密流程 86

6.1.4 加密/解密算法安全性分析 88

6.2 加密/解密算法實現 90

6.2.1 算法舉例 90

6.2.2 算法實現 97

6.2.3 實現結果 104

6.3 數字簽名算法描述 105

6.3.1 參數與密鑰的產生 106

6.3.2 算法流程 106

6.3.3 數字簽名算法安全性分析 109

6.4 數字簽名算法實現 109

6.4.1 算法舉例 109

6.4.2 算法實現 115

6.4.3 實現結果 120

6.5 密鑰交換協議描述 122

6.5.1 參數產生 122

6.5.2 協議流程 123

6.5.3 密鑰交換協議安全性分析 125

6.6 密鑰交換協議實現 125

6.6.1 算法舉例 125

6.6.2 核心代碼 138

6.6.3 實現結果 143

6.7 本章小結 145

參考文獻 146