SM3密码杂凑算法的轮函数设计 我将为您详细讲解SM3密码杂凑算法的轮函数设计。SM3是中国国家密码管理局发布的密码杂凑算法标准，广泛应用于数字签名、消息认证码等场景。 算法概述 SM3算法生成256位哈希输出，采用Merkle-Damgård结构，处理512位消息分组。其核心是64轮的压缩函数，每轮使用不同的布尔函数和常量。 轮函数详细设计 1. 消息扩展 在进入轮函数前，512位消息块首先被扩展为132个32位字： 前16个字W₀～W₁₅直接来自消息分组的16个32位字 后续字通过递归计算： Wⱼ = P₁(Wⱼ₋₁₆ ⊕ Wⱼ₋₉ ⊕ (Wⱼ₋₃ ≪ 15)) ⊕ (Wⱼ₋₁₃ ≪ 7) ⊕ Wⱼ₋₆ 其中P₁(X) = X ⊕ (X ≪ 15) ⊕ (X ≪ 23) 3. 轮函数结构 轮函数对8个32位工作变量(A,B,C,D,E,F,G,H)进行64轮迭代： 4. 压缩函数核心运算 第j轮计算过程（0 ≤ j < 64）： SS1 = ((A ≪ 12) + E + (Tⱼ ≪ j)) ≪ 7 SS2 = SS1 ⊕ (A ≪ 12) TT1 = FFⱼ(A,B,C) + D + SS2 + Wⱼ' TT2 = GGⱼ(E,F,G) + H + SS1 + Wⱼ D = C C = B ≪ 9 B = A A = TT1 H = G G = F ≪ 19 F = E E = P₀(TT2) 其中Wⱼ' = Wⱼ ⊕ Wⱼ₊₄ 5. 布尔函数设计 算法将64轮分为4个16轮阶段，使用不同的布尔函数： FFⱼ(X,Y,Z) = 当0 ≤ j < 16：X ⊕ Y ⊕ Z 当16 ≤ j < 64：(X ∧ Y) ∨ (X ∧ Z) ∨ (Y ∧ Z) GGⱼ(X,Y,Z) = 当0 ≤ j < 16：X ⊕ Y ⊕ Z 当16 ≤ j < 64：(X ∧ Y) ∨ (¬X ∧ Z) 6. 常量设计 加法常量Tⱼ：当0 ≤ j < 16时为0x79CC4519，当16 ≤ j < 64时为0x7A879D8A 置换函数P₀(X) = X ⊕ (X ≪ 9) ⊕ (X ≪ 17) 7. 最终处理 完成64轮后，将更新后的工作变量与初始值进行异或，得到该消息分组的压缩结果，作为下一个分组的初始值。 设计特点分析 采用与SHA-256相似但不同的布尔函数和常量 通过四个阶段的布尔函数变化增加非线性 消息扩展中的P₁函数提供良好的雪崩效应 轮函数中的双路计算(TT1和TT2)增强扩散特性 这种轮函数设计确保了SM3算法具备强碰撞抵抗性和原像抵抗性，满足密码学安全要求。