前言

生活中我們提到“密碼”，通常想到的是計(jì)算機(jī)或手機(jī)的“開(kāi)機(jī)密碼”，電子郵箱、微信、QQ的“登錄密碼”，銀行卡的“支付密碼”等。生活中的這些“密碼”實(shí)際上是口令。口令只是進(jìn)入個(gè)人計(jì)算機(jī)、手機(jī)、電子郵箱、銀行賬戶(hù)等的“通行證”，它是一種簡(jiǎn)單、初級(jí)的身份認(rèn)證手段，是最簡(jiǎn)單的密碼。

密碼是指使用特定變換，對(duì)信息等進(jìn)行加密保護(hù)或安全認(rèn)證的產(chǎn)品、技術(shù)和服務(wù)。密碼的主要功能有兩個(gè)：一個(gè)是加密保護(hù)，另一個(gè)是安全認(rèn)證。加密保護(hù)是指使用數(shù)學(xué)變換，將原來(lái)可讀的信息變成不能識(shí)別的符號(hào)序列。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，加密保護(hù)就是將明文變成密文。安全認(rèn)證是指使用數(shù)學(xué)變換，確認(rèn)信息是否被篡改、是否來(lái)自可靠信息源以及確認(rèn)行為是否真實(shí)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，安全認(rèn)證就是確認(rèn)主體和信息的真實(shí)可靠性。密碼可按照不同標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)，按功能形態(tài)可將密碼分為密碼技術(shù)、密碼產(chǎn)品和密碼服務(wù)；按保護(hù)信息種類(lèi)可將密碼分為核心密碼、普通密碼和商用密碼。核心密碼是用于保護(hù)國(guó)家絕密級(jí)、機(jī)密級(jí)、秘密級(jí)信息的密碼；普通密碼是用于保護(hù)國(guó)家機(jī)密級(jí)、秘密級(jí)信息的密碼；商用密碼是用于保護(hù)不涉及國(guó)家秘密的信息的密碼。公民、法人和其他組織可依法使用商用密碼保護(hù)網(wǎng)絡(luò)與信息安全。

密碼是保障網(wǎng)絡(luò)與信息安全的核心技術(shù)和基礎(chǔ)支撐，是解決網(wǎng)絡(luò)與信息安全問(wèn)題最有效、最可靠、最經(jīng)濟(jì)的手段。沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)安全就沒(méi)有國(guó)家安全。密碼作為網(wǎng)絡(luò)安全的核心技術(shù)，是維護(hù)國(guó)家安全和根本利益的戰(zhàn)略性資源。在金融等重要領(lǐng)域推進(jìn)我國(guó)商用密碼的應(yīng)用，是建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、構(gòu)建安全可控信息技術(shù)體系的重要措施。商用密碼廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)生活的方方面面，涵蓋金融、通信、公安、稅務(wù)、社保、交通、衛(wèi)生健康、能源、電子政務(wù)等重要領(lǐng)域，在維護(hù)國(guó)家安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，保護(hù)公民、法人和其他組織合法權(quán)益方面發(fā)揮著重要作用。國(guó)家對(duì)重要領(lǐng)域商用密碼的應(yīng)用提出了明確要求。在社會(huì)管理領(lǐng)域，公安部已累計(jì)發(fā)放使用商用密碼芯片的第二代居民身份證超過(guò)18億張，有效杜絕了偽造、變?cè)焐矸葑C等違法犯罪行為。商用密碼還可用于公民個(gè)人敏感信息、隱私和企業(yè)商業(yè)秘密保護(hù)。例如，商用密碼在網(wǎng)上銀行、支付寶系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，顯著提高了交易數(shù)據(jù)的安全防護(hù)能力，降低了用戶(hù)身份被仿冒、敏感信息被盜用等風(fēng)險(xiǎn)。

密碼算法是最基礎(chǔ)、最重要的密碼技術(shù)。國(guó)家密碼管理局高度重視密碼算法管理工作。近十年來(lái)，發(fā)布了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分組密碼算法和SM9標(biāo)識(shí)密碼算法等商用密碼系列（SM系列）算法，構(gòu)成了包含序列密碼算法、對(duì)稱(chēng)密碼算法、非對(duì)稱(chēng)密碼算法、密碼雜湊算法和標(biāo)識(shí)密碼算法等在內(nèi)的完整、自主國(guó)產(chǎn)密碼算法體系。2019年10月26日，第十三屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第十四次會(huì)議表決通過(guò)了《中華人民共和國(guó)密碼法》，并于2020年1月1日起施行。

該法的頒布施行是我國(guó)密碼發(fā)展史上具有里程碑意義的大事，有助于提升我國(guó)密碼工作的規(guī)范化、科學(xué)化、法制化水平，對(duì)維護(hù)我國(guó)網(wǎng)絡(luò)空間安全、促進(jìn)信息化發(fā)展具有重要意義，也直接關(guān)系企業(yè)商業(yè)秘密的依法保護(hù)，關(guān)系社會(huì)公眾在網(wǎng)絡(luò)空間生活的安全和便利。

SM系列算法作為我國(guó)大力推廣的國(guó)產(chǎn)密碼算法，尤其是在成為密碼行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)后，其應(yīng)用取得顯著成績(jī)，為促進(jìn)商用密碼發(fā)展、保障我國(guó)信息安全發(fā)揮了巨大作用。

為了幫助密碼科技工作者更好地理解SM系列算法的原理，進(jìn)一步推進(jìn)SM系列算法的廣泛應(yīng)用，我們編著了本書(shū)，詳細(xì)講解算法原理，分析算法的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并在C語(yǔ)言環(huán)境下編程實(shí)現(xiàn)了算法。

本書(shū)是一本內(nèi)容豐富、特色鮮明、實(shí)用性強(qiáng)的商用密碼算法原理和編程實(shí)現(xiàn)的參考用書(shū)。書(shū)中不僅給出了算法的理論知識(shí)，而且在Visual Studio平臺(tái)上編程實(shí)現(xiàn)了算法。讀者可以進(jìn)一步編寫(xiě)和調(diào)試SM系列算法代碼。書(shū)中還附加了密碼算法運(yùn)行的截圖，以及算法運(yùn)行效率分析，以供參考。

本書(shū)包含配套教學(xué)資源，讀者可登錄華信教育資源網(wǎng)（www.hxedu.com.cn）注冊(cè)后免費(fèi)下載。

全書(shū)由李子臣教授編著。北京電子科技學(xué)院張卷美、楊亞濤老師參與了本書(shū)有關(guān)章節(jié)的編寫(xiě)和校對(duì)工作。本書(shū)的編寫(xiě)也得到了北京印刷學(xué)院相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和師生的幫助，在此對(duì)他們致以衷心的感謝。電子工業(yè)出版社為本書(shū)的編輯和出版也做了大量的工作，在此對(duì)責(zé)任編輯表示誠(chéng)摯的感謝。

由于時(shí)間倉(cāng)促以及作者水平有限，我們雖然盡全力對(duì)本書(shū)進(jìn)行了校對(duì)和檢錯(cuò)，但是難免有疏漏之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

編者