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SHA-256哈希算法的消息扩展过程

**SHA-256哈希算法的消息扩展过程** 我将详细讲解SHA-256哈希算法中的消息扩展过程，这是SHA-256压缩函数的关键组成部分。 **题目描述** SHA-256算法将输入消息分割为512位的消息块，每个消息块需要扩展为64个32位字（W₀到W₆₃）。消息扩展过程通过特定的递归公式生成这64个字，为压缩函数提供非线性输入。 **解题过程详解** **第一步：消息分块与初始划分** 1. 输入消息经过填充后，被分割为N个512位的消息块 2. 对每个512位消息块，首先划分为1

2025-11-04 15:20:26

SM4分组密码算法的非线性变换τ设计

**SM4分组密码算法的非线性变换τ设计** 题目描述：SM4算法中，非线性变换τ是轮函数的核心组成部分之一，它由4个并行的8×8比特S盒构成。本题将详细讲解τ变换的设计原理、S盒的具体构造方法、代数性质及其在轮函数中的作用。解题过程： 1. τ变换的定位与功能 - τ变换位于SM4轮函数的末端，接收32比特输入，产生32比特输出 - 主要功能是提供非线性特性，抵抗线性密码分析和差分密码分析 - 采用4个相同的8×8比特S盒并行工作，每个S盒处理8比特输入 2. S盒

2025-11-04 15:15:13

SPN（Substitution-Permutation Network）结构在分组密码设计中的应用

**SPN（Substitution-Permutation Network）结构在分组密码设计中的应用** SPN结构是一种重要的分组密码设计框架，广泛应用于AES、SM4等现代密码算法中。它通过交替执行替换（Substitution）和置换（Permutation）操作，实现对明文的多轮混淆和扩散。下面我们逐步解析SPN的核心原理和设计细节。 --- ### **1. SPN结构的基本组成** SPN结构将加密过程分为多轮（如AES-128为10轮），每轮包含三个核心步骤： 1. **

2025-11-04 14:26:57

CREST分组密码算法的密钥扩展算法

**CREST分组密码算法的密钥扩展算法** **题目描述** CREST是一个轻量级分组密码算法，采用64位分组长度和128位密钥长度。其密钥扩展算法需要从128位主密钥生成11轮轮密钥（每轮64位）。请详细讲解密钥扩展过程，包括初始密钥处理、轮密钥生成逻辑和密钥编排设计。 **解题过程** **1. 算法背景与参数** CREST算法的密钥扩展设计目标是： - 输入：128位主密钥 K = k₀k₁...k₁₂₇ - 输出：11个64位轮密钥 RK₀, RK₁, ..., RK₁₀ -

2025-11-04 13:50:00

SM2椭圆曲线公钥密码算法中的密钥派生函数（KDF）

**SM2椭圆曲线公钥密码算法中的密钥派生函数（KDF）** **题目描述** SM2算法是中国国家密码管理局发布的椭圆曲线公钥密码标准，其密钥派生函数（KDF）用于从共享密钥中派生出实际使用的会话密钥。KDF的作用是将一个初始密钥材料（如SM2密钥交换后生成的共享秘密）转换为特定长度的密钥序列，确保密钥的随机性和安全性。本题要求详细讲解SM2 KDF的设计原理、计算步骤及安全性考虑。 --- **解题过程** 1. **KDF的核心目标** - 输入：一个比特串（如共

2025-11-04 12:25:10

基于格的数字签名算法：BLISS（Bimodal Lattice Signature Scheme）的签名生成与验证过程

**基于格的数字签名算法：BLISS（Bimodal Lattice Signature Scheme）的签名生成与验证过程** ### 题目描述 BLISS（Bimodal Lattice Signature Scheme）是一种基于格上困难问题（如LWE或环LWE）设计的数字签名算法，以其高效性和抗量子计算攻击能力著称。本题要求详细讲解BLISS签名算法的核心步骤：签名生成与验证过程，包括关键数学操作（如高斯采样、拒绝采样）和安全性设计原理。 --- ### 解题过程 #### 1.

2025-11-04 08:51:45

SM2椭圆曲线公钥密码算法的数字签名过程

**SM2椭圆曲线公钥密码算法的数字签名过程** SM2算法是中国国家密码管理局发布的椭圆曲线公钥密码算法标准，其数字签名过程基于椭圆曲线离散对数问题的困难性。下面我将详细讲解SM2数字签名的完整过程。 **1. 算法参数准备** 首先需要确定算法使用的各项基础参数： - 椭圆曲线方程：y² = x³ + ax + b（定义在有限域Fp上） - 基点G：椭圆曲线上的一个生成元，其阶为一个大素数n - 用户的密钥对：私钥d（随机数，1 < d < n-1），公钥P = dG **2. 签名生

2025-11-04 08:46:26

AES加密算法的轮密钥加（AddRoundKey）变换

**AES加密算法的轮密钥加（AddRoundKey）变换** **题目描述**： AES（高级加密标准）是一种广泛使用的对称分组密码算法，其加密过程包含多个轮变换。轮密钥加（AddRoundKey）是AES中唯一直接使用密钥的步骤，它在每一轮开始时将当前状态矩阵与轮密钥按位异或（XOR）。本题要求详细解释轮密钥加变换的具体过程，包括轮密钥的生成逻辑、异或操作规则，以及该步骤在AES安全中的作用。 --- **解题过程**： 1. **轮密钥加的基本原理** - AES将明

2025-11-04 08:41:16

CRYSTALS-Kyber 后量子密钥封装机制

**CRYSTALS-Kyber 后量子密钥封装机制** ### 题目描述 CRYSTALS-Kyber 是一种基于格的后量子密码学算法，专为密钥封装（Key Encapsulation Mechanism, KEM）设计。其安全性依赖于模块化格上带错误学习问题（Module-LWE）的困难性。题目要求理解 Kyber 的密钥生成、封装和解封装过程，并分析其如何通过多项式环上的向量运算实现安全性与效率的平衡。 --- ### 解题过程 #### 1. **背景知识：Mod

2025-11-04 04:51:56

SM3密码杂凑算法的消息扩展过程

**SM3密码杂凑算法的消息扩展过程** **题目描述** SM3是中国国家密码管理局发布的一种密码杂凑算法，输出长度为256位。其消息扩展过程将输入的512位消息分组（16个32位字）扩展为132个32位字（68个用于压缩函数的第一部分，64个用于第二部分），以便后续压缩处理。本题要求详细解析SM3的消息扩展步骤及其设计原理。 **一、消息扩展的整体结构** SM3的消息扩展分为两个阶段： 1. **第一部分扩展**：生成68个消息字（W₀到W₆₇），用于压缩函数的前16轮迭代

2025-11-03 22:33:39

SHA-256哈希算法的压缩函数设计

**SHA-256哈希算法的压缩函数设计** ### 题目描述 SHA-256的压缩函数是其核心组件，负责将512位的消息块与256位的中间哈希值（状态）混合，生成新的256位哈希值。要求详细解释压缩函数的结构、运算步骤（如消息扩展、轮函数等），并说明其设计如何保证抗碰撞性。 --- ### 1. 压缩函数的输入与输出 - **输入**： - 当前哈希状态（256位）：由8个32位寄存器 `a, b, c, d, e, f, g, h` 表示。 - 一个51

2025-11-03 20:41:56

SM2椭圆曲线公钥密码算法的密钥交换协议

**SM2椭圆曲线公钥密码算法的密钥交换协议** 我将为您讲解SM2椭圆曲线公钥密码算法中的密钥交换协议。SM2是中国国家密码管理局发布的商用密码标准算法，其密钥交换协议基于椭圆曲线密码学，能够实现两个通信方在不安全的信道上安全地协商出共享密钥。 **一、算法概述** SM2密钥交换协议允许两个参与方（假设为Alice和Bob）通过交换公开信息，各自计算出相同的共享密钥。该协议具有前向安全性，即使长期私钥泄露，之前的会话密钥也不会被破解。 **二、预备知识** 1. **椭圆曲线参数*

2025-11-03 15:28:10

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