ICS35.040 L80 备案号：36822一2012 GM 中华人民共和国密码行业标准 GM/T0001.1—2012 祖冲之序列密码算法 第1部分：算法描述 ZUC stream cipher algorithm- Part 1:Description of the algorithm 2012-03-21发布 2012-03-21实施 国家密码管理局 发布 GM/T0001.1-2012 目 次 前言 Ⅲ 1范围 1 2术语和约定 3符号和缩略语 1 4算法描述 2 1.1算法整体结构 2 4.2线性移位寄存器1.FSR 3 4.3比特重组BR 3 4.4非线性函数F 3 4.5密钥装入 4 4.6算法运行 .4 附录A(规范性附录)S盒 6 附录B(资料性附录)模2一1乘法和模2一1加法的实现8 附录℃（资料性附录）算法计算实例 9 参考文献 13 GM/T0001.1-2012 前言 GM/T0001《祖冲之序列密码算法》包括三部分： —第1部分：算法描述； —第2部分：基于祖冲之算法的机密性算法； 一第3部分：基于祖冲之算法的完整性算法. 本部分为GM/T0001的第1部分. GM/T0001的本部分依据GB/T1.1-2009给出的规则起草. 本部分内容同3 GPP LTE机密性和完整性算法标准ZUC规范(ETSI/SAGE TS35.222)保持一 致性. 请注意本文件的某些内容可能涉及专利.本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任. 本部分附录A为规范性附录，附录B和附录C为资料性附录. 本部分由国家密码管理局提出并归口. 本部分起草单位：中国科学院软件研究所、中国科学院数据与通信保护研究教育中心. 本部分主要起草人：冯登国、林东岱、冯秀涛、周春芳. GM/T0001.1-2012 祖冲之序列密码算法 第1部分：算法描述 1范围 GM/T0001的本部分描述了祖冲之序列密码算法，可用于指导祖冲之算法相关产品的研制、检测 和使用. 2术语和约定 以下术语和约定适用于本文件. 2.1 比特bit 二进制字符0和1称之为比特. 2.2 字节byte 由8个比特组成的比特串称之为字节. 2.3 字word 由2个以上（包含2个）比特组成的比特串称之为字. 本部分主要使用31比特字和32比特字. 2.4 字表示word representation 本部分字默认采用十进制表示.当字采用其他进制表示时，总是在字的表示之前或之后添加指示 符.例如，前级0x指示该字采用十六进制表示，后缀下角标2指示该字采用二进制表示. 2.5 高低位顺序bit ordering 本部分规定字的最高位总是位于字表示中的最左边，最低位总是位于字表示中的最右边. 3符号和缩略语 3.1运算符 算术加法运算 mod 整数取余运算 ⊕ 按比特位逐位异或运算 田 模2加法运算 字符串连接符 'H 取字的最高16比特 L 取字的最低16比特 <<>k32比特字右移k位 1 GM/T0001.1-2012 a→b向量a赋值给向量b 即按分量逐分量赋值 3.2符号 下列符号适用于本部分： 线性移位寄存器的16个31比特寄存器单元变量 X X1 X: X3比特重组输出的4个32比特字 R1 R2 非线性函数F的2个32比特记忆单元变量 非线性函数F输出的32比特字 算法每拍输出的32比特密钥字 k 初始种子密钥 iv 初始向量 D 用于算法初始化的字符串常量 3.3缩略语 下列缩略语适用于本部分： ZUC 祖冲之序列密码算法或祖冲之算法 LFSR 线性移位寄存器 BR 比特重组 F 非线性函数 4算法描述 4.1算法整体结构 祖冲之算法逻辑上分为上中下三层，见图1.上层是16级线性移位寄存器(LFSR);中层是比 特重组(BR);下层是非线性函数F. mod231-1 220 12 LFSR 14 $3 12 11 S10 56 4 A3 1514. BR R <<<16 F 图1祖冲之算法结构图 2 ...
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