نمایش مبدأ برای اس‌ام۴ (سایفر)

{{Short description|یک رمز قالبی چینی}} 
{{redirect|SMS4|ماهواره|ماهواره هواشناسی همگام}} 
{{Infobox encryption method| name = SM4 | image = File:SM4 round.svg | caption = | designers = مرکز امنیت ارتباطات و تضمین داده{{یادچپ|Data Assurance & Communication Security Center}}, [[آکادمی علوم چین|آکادمی علوم چین]] | publish date = 2006 (از حالت طبقه‌بندی خارج شده؛ استاندارد شده در ۲۱ مارس ۲۰۱۲)<ref>{{cite web |url=http://www.cnnic.cn/gcjsyj/qyjsyj/mmsfbz/sm4/201312/t20131204_43341.htm |title=SM4 Block Cipher Algorithm |publisher=[[CNNIC (انگلیسی)|CNNIC]] |date=2013-12-04 |access-date=2016-07-24 |archive-date=2016-09-19 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160919072646/http://www.cnnic.cn/gcjsyj/qyjsyj/mmsfbz/sm4/201312/t20131204_43341.htm |url-status=dead }}</ref> | derived from = | derived to = | key size = 128 بیت | block size = 128 بیت | structure = [[شبکه فایستل]] | rounds = 32 | cryptanalysis = [[تحلیل رمز خطی]] و [[رمزگذاری تفاضلی]] برای ۲۲ دور }}
'''اس‌ام۴'''  با نام چینی '''ShāngMì 4''' ('''SM4, 商密4''') (با نام قبلی '''SMS4''')<ref name="oscca_1228">{{cite web|url=http://www.oscca.gov.cn/News/201204/News_1228.htm |title=Announcement No.23 of the State Cryptography Administration |publisher=The Office of the State Commercial Code Administration (OSCCA) |date=2012-03-21 |access-date=2016-07-24 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20160814151056/http://www.oscca.gov.cn/News/201204/News_1228.htm |archive-date=2016-08-14 |language=zh-cn}}</ref> یک [[رمزنگاری قالبی|رمز قالبی]] است که به عنوان یک استاندارد رمزنگاری تجاری در [[چین]] پذیرفته شده است.<ref>{{Cite book |last1=Martinkauppi |first1=Louise Bergman |last2=He |first2=Qiuping |last3=Ilie |first3=Dragos |title=2020 13th International Conference on Communications (COMM) |chapter=On the Design and Performance of Chinese OSCCA-approved Cryptographic Algorithms |date=June 2020 |chapter-url=https://ieeexplore.ieee.org/document/9142035 |pages=119–124 |doi=10.1109/COMM48946.2020.9142035|isbn=978-1-7281-5611-8 |s2cid=220668639 |url=http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:bth-19835 }}</ref> از این رمز در استاندارد ملی چین برای شبکه محلی بی‌سیم [[زیرساخت حریم خصوصی و احراز هویت شبکه محلی بی‌سیم|WAPI]] و همچنین در [[امنیت لایه انتقال]] استفاده می‌شود.<ref>{{cite IETF |title= |rfc=8998 |last=Yang |first=P |date=March 2021 |publisher=[[کارگروه مهندسی اینترنت|IETF]] |access-date=2022-07-30 |doi=10.17487/RFC8998}}</ref>

SM4 به‌عنوان یک رمز برای استاندارد [[آی‌تریپل‌ئی ۸۰۲٫۱۱آی]] پیشنهاد شده بود، اما تاکنون رد شده است. یکی از دلایل رد شدن آن، مخالفت با پیشنهاد «مسیر سریع»{{یادچپ|Fast-Track}} مربوط به [[مؤسسه مهندسان برق و الکترونیک|آی‌تریپل‌ئی]] بوده‌است.

SM4 در سال ۲۰۲۱ به صورت {{URL|1=https://www.iso.org/standard/81564.html|2=ISO/IEC 18033-3/Amd 1}} منتشر شد.

الگوریتم اس‌ام۴ توسط مرکز تضمین داده و امنیت ارتباطات، [[آکادمی علوم چین]]{{یادچپ|Chinese Academy of Sciences (CAS)}} و مرکز تست رمزنگاری تجاری اداره ملی رمزنگاری تدوین شده است. قسمت اعظم توسعه آن توسط لو شووانگ ({{lang-zh|吕述望}}) انجام شده. این الگوریتم در ژانویه ۲۰۰۶ از حالت طبقه‌بندی خارج شد و در اوت ۲۰۱۶ به عنوان یک استاندارد ملی (GB/T 32907-2016) پذیرفته شد.<ref name="abstract192">Lu Shuwang. {{URL|1=http://ris.sic.gov.cn/CN/Y2016/V2/I11/995|2=Overview on SM4 Algorithm}}[J]. Journal of Information Security Research, 2016, 2(11): 995-1007.</ref>

== جزئیات رمز == 
این رمز دارای اندازه کلید و اندازه بلوک ۱۲۸ بیتی است.<ref>{{cite web |title=无线局域网产品使用的 SMS4 密码算法 |url=http://www.oscca.gov.cn/UpFile/200621016423197990.pdf |publisher=State Cryptography Administration of the People's Republic of China |archive-url=https://web.archive.org/web/20070710015158/http://www.oscca.gov.cn/UpFile/200621016423197990.pdf |archive-date=2007-07-10 |language=zh-Hans}}</ref><ref>[http://eprint.iacr.org/2008/329.pdf SMS4 Encryption Algorithm for Wireless Networks]</ref> فرایند رمزگذاری یا رمزگشایی یک بلوک داده متشکل از ۳۲ دور است. در این الگوریتم، برای تولید کلیدهای هر دور از یک [[زمان‌بند کلید|طرح زمان‌بندی کلید]] غیرخطی استفاده می‌شود و رمزگشایی از همان کلیدهای دور استفاده می‌کند با این تفاوت که ترتیبشان معکوس است.

===کلیدها و پارامترهای کلید=== 
طول کلیدهای رمزگذاری ۱۲۸ بیت است و به صورت <math>MK=(MK_0,\ MK_1,\ MK_2,\ MK_3)</math> نمایش داده می‌شود که در آن <math>MK_i\ (i=0,\ 1,\ 2,\ 3)</math> یک کلمه ۳۲ بیتی است. کلیدهای دور به صورت <math>(rk_0,\ rk_1,\ \ldots,\ rk_{31})</math> نمایش داده می‌شوند که در آن هر <math>rk_i(i=0,\ \ldots,\ 31)</math> یک کلمه است. این کلیدها توسط کلید رمزگذاری اولیه و پارامترهای زیر تولید می‌شوند:

* <math>FK=(FK_0,\ FK_1,\ FK_2,\ FK_3)</math>

* <math>CK=(CK_0,\ CK_1,\ \ldots,\ CK_{31})</math>

مقادیر <math>FK_i</math> و <math>CK_i</math> کلمه هستند که در تولید کلیدهای دور استفاده می‌شوند.

===دور=== 
مقدار هر دور با استفاده از چهار خروجی دور پیشین <math>X_i, X_{i+1}, X_{i+2}, X_{i+3}</math> و به شکل زیر محاسبه می‌شود: <math>X_{i+4} = X_i \oplus F(X_{i+1} \oplus X_{i+2} \oplus X_{i+3} \oplus rk_i)</math>

تابع <math>F</math> یک تابع جایگزینی است که از یک تبدیل غیرخطی (جعبه اس) و یک تبدیل خطی <math>L</math> تشکیل شده است.

===جعبه اس ===
{{further|AES instruction set#Application beyond AES}} 
''جعبه اس''{{یادچپ|S-Box}} در SM4 برای ورودی ۸ بیتی و خروجی ۸ بیتی ثابت است و به صورت Sbox() نشان داده می‌شود. مشابه [[استاندارد رمزنگاری پیشرفته|اِی‌ئی‌اِس]]، ''جعبه اس'' مبتنی بر [[وارون ضربی]] بر روی {{math|[[میدان متناهی|GF]](2<sup>8</sup>)}} است. در اینجا [[تبدیل آفین|تبدیل‌های آفین]] و پایه‌های چندجمله‌ای با اِی‌ئی‌اِس متفاوتند، اما به دلیل [[فضای آفین|یکریختی آفین]]، با استفاده از [[جعبه اس ريندال|جعبه اس اِی‌ئی‌اِس]] می‌توان آن را کارآمد محاسبه کرد. <ref>{{cite web |last1=Saarinen |first1=Markku-Juhani O. |title=mjosaarinen/sm4ni: Demonstration that AES-NI instructions can be used to implement the Chinese Encryption Standard SM4 |url=https://github.com/mjosaarinen/sm4ni |website=GitHub |date=17 April 2020}}</ref>

== تاریخچه ==
در تاریخ ۲۱ مارس ۲۰۱۲، دولت چین استاندارد صنعتی «GM/T 0002-2012 SM4 Block Cipher Algorithm» را منتشر کرد و به‌طور رسمی نام SMS4 به SM4 تغییر یافت.<ref name="oscca_1228" />

نسخه‌ای از توضیحات اس‌ام۴ به زبان انگلیسی به صورت یک [[پیش‌نویس اینترنتی]] در دسترس است که حاوی یک [[پیاده‌سازی مرجع]] در [[آنسی سی]] است.<ref>{{cite journal |last1=Tse |first1=Ronald |last2=Kit |first2=Wong |last3=Saarinen |first3=Markku-Juhani |title=The SM4 Blockcipher Algorithm And Its Modes Of Operations |url=https://tools.ietf.org/html/draft-ribose-cfrg-sm4-10 |website=tools.ietf.org |date=22 April 2018 |language=en}}</ref>

اس‌ام۴ بخشی از توسعه [[معماری آرم|ARMv8.4-A]] در معماری آرم است.<ref>{{cite web |title=Introducing 2017's extensions to the Arm Architecture |url=https://community.arm.com/developer/ip-products/processors/b/processors-ip-blog/posts/introducing-2017s-extensions-to-the-arm-architecture |website=community.arm.com |date=2 November 2017 |language=en}}</ref> پشتیبانی از اس‌ام۴ برای [[ریسک پنج|معماری ریسک پنج]] در سال ۲۰۲۱ به عنوان افزونه Zksed تأیید شد.<ref>{{cite web |title=RISC-V Cryptography Extensions Task Group Announces Public Review of the Scalar Cryptography Extensions |url=https://riscv.org/blog/2021/09/risc-v-cryptography-extensions-task-group-announces-public-review-of-the-scalar-cryptography-extensions |website=riscv.org |language=en}} </ref>

پردازنده‌های اینتل از سری [[Arrow Lake|ارو لِیک]]، [[Lunar Lake|لونار لِیک]]، [[Diamond Rapids|دایموند رَپید]] و [[Clearwater Forest|کلیرواتر فارِست]] از اس‌ام۴ پشتیبانی خواهند کرد.<ref>{{cite web |title=Intel® Architecture Instruction Set Extensions and Future Features |url=https://cdrdv2-public.intel.com/843860/architecture-instruction-set-extensions-programming-reference-dec-24.pdf |page=1-3|publisher=Intel Corporation |access-date=2 February 2025 |date=December 2024}}</ref>

== یادداشت‌ها ==
<references group="persian-alpha" responsive="0" />

== منابع == 
{{پانویس}}
==پیوند به بیرون==

* [http://eprint.iacr.org/2008/281 تحلیل خطی و تفاضلی رمز SM4 با دورهای کاهش‌یافته]
* [https://web.archive.org/web/20110708205942/http://www.cryptoclarity.com/CryptoClarityLLC/Welcome/Entries/2009/2/24_SMS4_Cipher_as_a_Spreadsheet.html نمونه‌ای از پیاده‌سازی SMS4 به عنوان یک فایل صفحه‌گسترده]
* [https://web.archive.org/web/20041103211024/http://www.lois.labs.gov.cn/personnel/lvshuwang.htm صفحه مربوط به لو شووانگ (吕述望) (به چینی)]
* [http://gmssl.org پروژه GmSSL] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20201021125413/http://gmssl.org/ |date=2020-10-21 }} (شاخه‌ای از [[OpenSSL (انگلیسی)|OpenSSL]] که شامل الگوریتم‌های GuoMi است)
* [https://www.iso.org/standard/81564.html] (ISO/IEC 18033-3:2010/Amd 1:2021 فناوری اطلاعات — تکنیک‌های امنیتی — الگوریتم‌های رمزگذاری — بخش ۳: رمزهای قطعه‌ای — اصلاحیه ۱: SM4 )
{{بلوک رمزنگاری}}
[[رده:رمزنگاری قطعه‌ای]] 
[[رده:استانداردهای جمهوری خلق چین]]