国密算法SM4在文档加密中的应用

输入: 128位明文 (X0, X1, X2, X3)，128位密钥 MK
输出: 128位密文 (Y0, Y1, Y2, Y3)

1. 密钥扩展算法生成轮密钥 rk[0..31]
2. 对于 i = 0 到 31:
   Xi+4 = Xi ⊕ T(Xi+1 ⊕ Xi+2 ⊕ Xi+3 ⊕ rk[i])
   其中 T(·) 为合成置换，包含:
   - 非线性变换 τ（4个S盒并行）
   - 线性变换 L（循环移位异或）
3. 反序变换得到密文:
   (Y0, Y1, Y2, Y3) = (X35, X34, X33, X32)

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│           应用层 (Application)           │
│  Office/CAD/ERP  ←→  金纬加密客户端      │
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│           加密层 (Crypto Layer)          │
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│  │ SM4引擎 │ │ SM2引擎 │ │ SM3引擎 │   │
│  │(XTS模式)│ │(密钥封装)│ │(完整性) │   │
│  └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘   │
│  ┌─────────────────────────────────┐   │
│  │     硬件加速层 (AES-NI/国密指令)  │   │
│  └─────────────────────────────────┘   │
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│           驱动层 (Driver Layer)          │
│      Minifilter文件过滤驱动              │
├─────────────────────────────────────────┤
│           存储层 (Storage)               │
│      本地磁盘/网络存储/云存储             │
└─────────────────────────────────────────┘

// 金纬优化：使用AVX2指令并行处理4个分组
void sm4_encrypt_avx2(const uint8_t *in, uint8_t *out, 
                      const uint32_t rk[32]) {
    __m256i x0, x1, x2, x3, x4;
    
    // 加载4个128位分组到256位寄存器
    x0 = _mm256_loadu_si256((__m256i*)in);
    x1 = _mm256_loadu_si256((__m256i*)(in + 32));
    x2 = _mm256_loadu_si256((__m256i*)(in + 64));
    x3 = _mm256_loadu_si256((__m256i*)(in + 96));
    
    // 32轮迭代，每轮处理4个分组
    for (int i = 0; i < 32; i++) {
        // F函数：异或 + S盒 + 线性变换
        x4 = _mm256_xor_si256(x0, 
              sm4_f_func_avx2(_mm256_xor_si256(
                _mm256_xor_si256(x1, x2), 
                _mm256_xor_si256(x3, _mm256_set1_epi32(rk[i]))
              )));
        // 移位更新
        x0 = x1; x1 = x2; x2 = x3; x3 = x4;
    }
    
    // 反序输出
    _mm256_storeu_si256((__m256i*)out, x3);
    // ... 存储其他分组
}