谢宗晓 董坤祥 甄杰

1 对称密码算法

对称密码（symmetric cryptography）也称为共享密钥密码，是指用相同的密钥进行加密解密，其中的“对称”指的是加密密钥和解密密钥是相同的，或者用简单的运算就可以推导两个密钥。对称密码算法在逻辑上非常容易理解，因此出现的比较早，有时候也叫传统密码算法，以区别于公钥密码算法。

对称密码算法有两种主要形式：序列密码（stream cipher）和分组密码（block cipher）。已经发布国产商用密码算法中属于对称密码算法的有ZUC（祖冲之密码算法）和SM4。其中，ZUC属于序列密码，与之类似的国外密码算法如RC41）。SM4属于分组密码，与之类似的国外密码算法如DES（Data Encryption Standard，数据加密标准）、TDEA/3DES（Triple Data Encryption Algorithm/3DES、三重数据加密标准）以及AES（Advanced Encryption Standard，高级加密标准）等。

2 对称密码算法标准

为了配合WAPI2）无线局域网标准的推广应用，国家密码管理局在2006年公布了SMS43）算法。2012年，该算法更名为SM4，成为行业标准。2016年上升为国家标准。SM4对应的国家/行业标准，如表1所示。

ZUC可以保护数据的机密性和完整性等，具体见GM/T 0001.2—2012和GM/T 0001.3—2012。值得特别指出的是，2020年4月，ZUC已经成为国际标准ISO/IEC 18033-4：2011/Amd 1：2020 Information technology—Security techniques—Encryption algorithms—Part 4： Stream ciphers—Amendment 1： ZUC《信息技术 安全技术 加密算法 第4部分：序列算法 补篇1：ZUC》。

ZUC对应的国家/行业标准，如表2所示。

3 祖冲之序列密码算法

序列密码，也称为“流密码”，序列密码算法将明文消息逐位转换成密文。序列密码中由于按位异或的计算特性，可知式（1）和式（2）。

Ci = Pi⊕Ki                             （1）

Pi  = Ci⊕Ki                            （2）

因此，其加密解密大致過程如图1所示。

密钥序列的安全性对上述体系安全性的重要度不言而喻，如果密钥是真随机序列，那么输出的密文也是真随机序列，这样解释了为什么“一次一密”是完美安全的。……