国密算法Go语言实现（详解）(三) ——SM3(杂凑算法)

原创代码：https://github.com/ZZMarquis/gm

引用时，请导入原创代码库。本文仅以注释方式详解代码逻辑，供学习研究使用。

对原创代码的修改内容

  1. 修改了部分常量、变量、结构体属性的名称, 以便与GO语言标准包规范相统一
  2. 加入中文注释，解释代码逻辑
  3. 在SM3算法中，将常数BlockSize修改为“字节长度”而不是“字长”，与GO语言标准包相统一

注释者及联系邮箱

Paul Lee
paul_lee0919@163.com

// p0() 为国标4.4条规定的置换函数。
// 直接引入GO语言标准库bits.RotateLeft32()方法。
func p0(x uint32) uint32 {
	r9 := bits.RotateLeft32(x, 9)
	r17 := bits.RotateLeft32(x, 17)
	return x ^ r9 ^ r17
}

p0() 为国标4.4条规定的置换函数。
值得称道的是，作者直接引入了GO语言标准库bits.RotateLeft32()方法，简化了代码。

// p1() 为国标4.4条规定的置换函数。
// 直接引入GO语言标准库bits.RotateLeft32()方法。
func p1(x uint32) uint32 {
	r15 := bits.RotateLeft32(x, 15)
	r23 := bits.RotateLeft32(x, 23)
	return x ^ r15 ^ r23
}

p1() 为国标4.4条规定的置换函数。
值得称道的是，作者直接引入了GO语言标准库bits.RotateLeft32()方法，简化了代码。

// ff0() 为国标4.3条规定的(0 <= j <= 15)条件下的布尔函数FF(j)。
func ff0(x uint32, y uint32, z uint32) uint32 {
	return x ^ y ^ z
}

ff0() 为国标4.3条规定的(0 <= j <= 15)条件下的布尔函数FFj。

// ff1() 为国标4.3条规定的(16 <= j <= 63)条件下的布尔函数FF(j)。
func ff1(x uint32, y uint32, z uint32) uint32 {
	return (x & y) | (x & z) | (y & z)
}

ff1( ) 为国标4.3条规定的(16 <= j <= 63)条件下的布尔函数FFj。

// gg0() 为国标4.3条规定的(0 <= j <= 15)条件下的布尔函数GG(j)。
func gg0(x uint32, y uint32, z uint32) uint32 {
	return x ^ y ^ z
}

gg0( ) 为国标4.3条规定的(0 <= j <= 15)条件下的布尔函数GGj。

// gg1() 为国标4.3条规定的(16 <= j <= 63)条件下的布尔函数GG(j)。
func gg1(x uint32, y uint32, z uint32) uint32 {
	return (x & y) | ((^x) & z)
}

gg1( ) 为国标4.3条规定的(16 <= j <= 63)条件下的布尔函数GGj。

// Sum 为SM3一步生成输入消息data[]哈希值的函数，属公共函数，可直接在包外调用。
func Sum(data []byte) [Size]byte {
	var d digest
	d.Reset()
	d.Write(data)
	return d.checkSum()
}

Sum( ) 为SM3一步生成输入消息data[ ]哈希值的函数，属公共函数，可直接在包外调用。

// PrintT 为SM3生成T(j)常数左移j位的结果数组的算法函数，可直接在包外调用。
func PrintT() {
	var T [64]uint32
	fmt.Print("{")
	for j := 0; j < 16; j++ {
		T[j] = 0x79CC4519
		Tj := (T[j] << uint32(j)) | (T[j] >> (32 - uint32(j)))
		fmt.Printf("0x%08X, ", Tj)
	}

	for j := 16; j < 64; j++ {
		n := j % 32
		T[j] = 0x7A879D8A
		Tj := (T[j] << uint32(n)) | (T[j] >> (32 - uint32(n)))
		if j == 63 {
			fmt.Printf("0x%08X}\n", Tj)
		} else {
			fmt.Printf("0x%08X, ", Tj)
		}
	}
}

PrintT( ) 为SM3生成Tj常数左移j位的结果数组的算法函数，可直接在包外调用。其中:

  • T0 = 0x79CC4519 是国标规定的常数T