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SM3P0

RISC-V SM3P0 指令详解

指令手册I-type

SM3密码杂凑算法P0置换函数:P0(x) = x ⊕ ROTL(x,9) ⊕ ROTL(x,17)

指令语法

sm3p0 rd, rs1
操作数说明
目标寄存器 rd:存放运算结果的通用寄存器。
源寄存器 rs1:第一个操作数所在的寄存器。
立即数 imm:12 位有符号立即数,符号扩展后与 rs1 进行运算。
Zksh加密与密码

指令编码

31..20
imm[11:0]
19..15
rs1
14..12
funct3
11..7
rd
6..0
opcode

SM3P0 使用 opcode 0010011(0x13)、funct3 001、funct7 0001100。rs1 字段选择源寄存器,12 位立即数提供第二操作数,rd 选择目标寄存器。

格式: I-type
opcode: 0010011 (0x13)
funct3: 001 (0x1)
funct7: 0001100 (0x0c)

指令行为说明

sm3p0 是 Zksh 扩展的 SM3 哈希算法 P0 置换指令。实现 P0(x) = x ⊕ ROTL(x, 9) ⊕ ROTL(x, 17),其中 ROTL 为循环左移。读取 rs1,计算 P0 结果写入 rd。SM3 是中国国家密码管理局发布的密码杂凑算法标准(GM/T 0004-2012),P0 函数用于 SM3 的消息扩展和压缩函数中。

快速理解与检索要点

SM3P0 是 Zksh 标量密码指令,SM3 P0 置换。页面内容按官方标量密码扩展校对,避免把算法轮函数、密钥调度和寄存器来源混淆。

执行 SM3 哈希算法中的 P0 变换,使用固定的循环左移和异或组合。
标量密码指令使用整数 X 寄存器,官方要求相关密码指令以数据无关执行延迟实现。

常见使用场景

加密与密码

结合 «sm3p0 a0, a1» 等实际代码理解该场景。

国密算法

结合 «sm3p0 a0, a1» 等实际代码理解该场景。

使用前检查清单

语法检查
  • 确认当前指令格式为 I-type。
  • 确认操作数排列顺序与示例一致。
语义检查
  • 确认目标寄存器用途和调用约定兼容。
  • 确认该指令不是伪指令展开后的底层形式。

容易混淆 / 常见误区

SM3 是国密标准(GM/T 0004-2012),P0 与 SM4 的 S-Box 和轮函数不同。
P0 使用循环左移 ROTL,不是循环右移 ROTR。
注意与 sm3p1(P1 置换)的区别:移位量不同 (9,17) vs (15,23)。

常见问题

SM3P0 使用浮点或向量寄存器吗?

不使用。标量密码扩展的这些指令使用整数 X 寄存器。

SM3P0 是完整算法实现吗?

不是。它是 AES、SHA、SM3 或 SM4 中的一个低级步骤,软件仍需按算法顺序组合多条指令和轮常数/轮密钥。