更新代码方案

2025-08-31 22:54:06 +08:00
parent b1d0ef0d0d
commit 8c4d395530
8 changed files with 325 additions and 256 deletions
--- a/.vscode/settings.json
+++ b/.vscode/settings.json
@@ -1,7 +0,0 @@
-{
-    "files.associations": {
-        "uart.h": "c",
-        "ram_test.h": "c",
-        "stdio.h": "c"
-    }
-}
--- a/README.md
+++ b/README.md
@@ -2,7 +2,7 @@

 ## 📦 环境准备

-确保本地已安装：
+确保本地已安装:
 - scons 构建工具,用于自动化编译流程。
 - build-essential 包含 gcc、make 等基础编译工具的依赖包
 ```bash
--- a/4
+++ b/4
@@ -7,7 +7,7 @@ Import('env')
 # 项目根目录
 CWD = os.getcwd()

-# 收集源码（.c 和 .S 文件）
+# 收集源码(.c 和 .S 文件)
 sources = Glob(os.path.join(CWD, 'src/*.c')) + Glob(os.path.join(CWD, 'src/*.S'))

 # 编译选项
@@ -21,7 +21,7 @@ BUILD_DIR = 'build'
 if not os.path.exists(BUILD_DIR):
    os.makedirs(BUILD_DIR)

-# 逐个编译源码生成目标文件（输出到 build 目录）
+# 逐个编译源码生成目标文件(输出到 build 目录)
 objs = []
 for src in sources:
    src_path = str(src)  # 转换为字符串路径
--- a/10
+++ b/10
@@ -6,7 +6,7 @@ BUILD_DIR = 'build'
 if not os.path.exists(BUILD_DIR):
    os.makedirs(BUILD_DIR)

-# 导入配置（修改为导入algo.py）
+# 导入配置(修改为导入algo.py)
 from algo import *

 # 初始化构建环境
@@ -27,21 +27,21 @@ env = Environment(
 # 递归构建源码(SConscript 负责收集编译文件)
 src_objs = env.SConscript('SConscript', exports='env')

-# 链接生成 elf 文件（输出到 build 目录）
+# 链接生成 elf 文件(输出到 build 目录)
 elf_target = os.path.join(BUILD_DIR, TARGET_NAME)
 elf_file = env.Program(elf_target, src_objs)

-# 后处理：生成 bin、asm 等文件
+# 后处理:生成 bin、asm 等文件
 post_commands = env.Command(
    os.path.join(BUILD_DIR, 'post_actions'),  # 虚拟目标，确保命令执行
    elf_file, 
    POST_ACTION
 )

-# 关联默认构建目标（执行 scons 时默认编译+后处理）
+# 关联默认构建目标(执行 scons 时默认编译+后处理)
 Default(elf_file)
 Default(post_commands)

-# 清理规则（删除 build 目录及内容）
+# 清理规则(删除 build 目录及内容)
 Clean(elf_file, BUILD_DIR)

--- a/algo.py
+++ b/algo.py
@@ -1,7 +1,7 @@
 import os
 from SCons.Script import *

-# 工具链配置（Ubuntu gcc环境）
+# 工具链配置(Ubuntu gcc环境)
 CROSS_TOOL = 'gcc'
 PREFIX = ''  # 本地编译不需要交叉编译前缀

@@ -9,7 +9,7 @@ PREFIX = ''  # 本地编译不需要交叉编译前缀
 TARGET_NAME = 'app'  # 更改为通用应用名称
 BUILD_DIR = 'build'  # 统一构建输出目录

-# 工具链路径（使用系统默认的gcc工具链）
+# 工具链路径(使用系统默认的gcc工具链)
 CC = PREFIX + 'gcc'
 CXX = PREFIX + 'g++'
 AS = PREFIX + 'gcc'
@@ -19,14 +19,14 @@ SIZE = PREFIX + 'size'
 OBJDUMP = PREFIX + 'objdump'
 OBJCPY = PREFIX + 'objcopy'

-# 编译、链接选项（适用于Ubuntu gcc环境）
+# 编译、链接选项(适用于Ubuntu gcc环境)
 DEVICE = '-std=c99 -g -O2 -fvisibility=hidden -fno-common'
 CFLAGS = DEVICE + ' -Wall -Wextra'  # 添加更多警告选项
 AFLAGS = '-c ' + DEVICE + ' -x assembler-with-cpp'
 LFLAGS = DEVICE + ' -Wl,--gc-sections,-cref,-Map=' + os.path.join(BUILD_DIR, TARGET_NAME + '.map')


-# 构建后处理命令（输出到 build 目录）
+# 构建后处理命令(输出到 build 目录)
 ASM_FILE = os.path.join(BUILD_DIR, TARGET_NAME + '.asm')
 BIN_FILE = os.path.join(BUILD_DIR, TARGET_NAME + '.bin')

--- a/inc/zuc256.h
+++ b/inc/zuc256.h
@@ -1,36 +1,59 @@
-#ifndef ZUC256_H
-#define ZUC256_H
+#ifndef __ZUC256_H
+#define __ZUC256_H

 #include <stdint.h>
-#include <stddef.h>
+#include <stdlib.h>

-// ZUC256算法上下文结构
+// 上下文结构体:存储算法状态
 typedef struct {
+    uint32_t key[8];     // 256位密钥(拆分为8个32位字)
+    uint32_t iv[4];      // 128位IV(拆分为4个32位字)
    uint32_t LFSR[16];   // 线性反馈移位寄存器
    uint32_t NFSR[16];   // 非线性反馈移位寄存器
-    uint32_t R1, R2;    // 寄存器
-    uint32_t key[8];    // 256位密钥 (8*32)
-    uint32_t iv[4];     // 128位初始向量 (4*32)
-} zuc256_context;
+    uint32_t R1, R2;     // 密钥流生成辅助寄存器
+    uint32_t ks_buf;     // 密钥流缓存(处理非4字节对齐数据)
+    size_t   ks_buf_len; // 缓存的密钥流字节数(0~3)
+} ZUC256_CTX;
+
+// 错误码定义
+#define ZUC256_SUCCESS    0   // 成功
+#define ZUC256_ERR_NULL   -1  // 空指针错误
+#define ZUC256_ERR_KEYLEN -2  // 密钥长度错误(需32字节)
+#define ZUC256_ERR_IVLEN  -3  // IV长度错误(需16字节)
+
+// 公共接口声明
+/**
+ * @brief 初始化ZUC256上下文
+ * @param ctx 上下文指针(需提前分配内存)
+ * @param key 256位密钥(32字节)
+ * @param iv 128位初始向量(16字节)
+ * @return 成功返回ZUC256_SUCCESS，失败返回错误码
+ */
+int ZUC256_Init(ZUC256_CTX *ctx, const uint8_t *key, const uint8_t *iv);

 /**
- * @brief 初始化ZUC256算法上下文
- * 
- * @param ctx 算法上下文指针
- * @param key 256位密钥（32字节）
- * @param iv 128位初始向量（16字节）
+ * @brief 分块处理数据(加密/解密)
+ * @param ctx 已初始化的上下文
+ * @param out 输出缓冲区(长度需≥in_len)
+ * @param in 输入数据
+ * @param in_len 输入数据长度(字节)
+ * @return 成功返回ZUC256_SUCCESS，失败返回错误码
 */
-void zuc256_init(zuc256_context *ctx, const uint8_t *key, const uint8_t *iv);
+int ZUC256_Update(ZUC256_CTX *ctx, uint8_t *out, const uint8_t *in, size_t in_len);

 /**
- * @brief 使用ZUC256算法进行加密或解密
- * 
- * @param ctx 算法上下文指针
- * @param input 输入数据
- * @param output 输出数据（与输入数据长度相同）
- * @param length 数据长度（字节数）
+ * @brief 结束处理(流密码无实际操作，仅对齐接口)
+ * @param ctx 上下文指针
+ * @param out 输出缓冲区(可为NULL)
+ * @return 成功返回ZUC256_SUCCESS，失败返回错误码
 */
-void zuc256_crypt(zuc256_context *ctx, const uint8_t *input, uint8_t *output, size_t length);
+int ZUC256_Final(ZUC256_CTX *ctx, uint8_t *out);

-#endif // ZUC256_H
+/**
+ * @brief 清理上下文(清空敏感数据)
+ * @param ctx 上下文指针
+ */
+void ZUC256_Cleanup(ZUC256_CTX *ctx);
+
+#endif /*__ZUC256_H */
    
--- a/src/main.c
+++ b/src/main.c
@@ -1,39 +1,74 @@
-#include "zuc256.h"
 #include <stdio.h>
+#include <string.h>
+#include "zuc256.h"

-int main(void) {
-    // 256位密钥（32字节）
-    uint8_t key[32] = {
-        0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
-        0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f,
-        0x10, 0x11, 0x12, 0x13, 0x14, 0x15, 0x16, 0x17,
-        0x18, 0x19, 0x1a, 0x1b, 0x1c, 0x1d, 0x1e, 0x1f
-    };
+// 测试ZUC256加密解密功能
+int main() {
+    // 1. 测试参数(256位密钥=32字节，128位IV=16字节)
+    uint8_t key[32] = "0123456789abcdef0123456789abcdef"; // 32字节密钥
+    uint8_t iv[16] = "0123456789abcdef";                 // 16字节IV
+    uint8_t plaintext[] = "Hello ZUC256! This is a test of the encryption algorithm.";
+    size_t plaintext_len = strlen((const char *)plaintext);
+    uint8_t ciphertext[1024] = {0}; // 密文缓冲区
+    uint8_t decrypted[1024] = {0};  // 解密后缓冲区

-    // 128位初始向量（16字节）
-    uint8_t iv[16] = {
-        0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07,
-        0x08, 0x09, 0x0a, 0x0b, 0x0c, 0x0d, 0x0e, 0x0f
-    };
+    // 2. 初始化加密上下文并加密
+    ZUC256_CTX enc_ctx;
+    int ret = ZUC256_Init(&enc_ctx, key, iv);
+    if (ret != ZUC256_SUCCESS) {
+        printf("加密初始化失败！错误码: %d\n", ret);
+        return -1;
+    }

-    // 待加密数据
-    uint8_t plaintext[] = "Hello, ZUC256 algorithm!";
-    uint8_t ciphertext[sizeof(plaintext)];
-    uint8_t decrypted[sizeof(plaintext)];
+    ret = ZUC256_Update(&enc_ctx, ciphertext, plaintext, plaintext_len);
+    if (ret != ZUC256_SUCCESS) {
+        printf("加密处理失败！错误码: %d\n", ret);
+        ZUC256_Cleanup(&enc_ctx);
+        return -1;
+    }

-    zuc256_context ctx;
+    ret = ZUC256_Final(&enc_ctx, NULL);
+    if (ret != ZUC256_SUCCESS) {
+        printf("加密结束失败！错误码: %d\n", ret);
+    }
+    ZUC256_Cleanup(&enc_ctx); // 清理加密上下文(敏感数据)

-    // 加密过程
-    zuc256_init(&ctx, key, iv);
-    zuc256_crypt(&ctx, plaintext, ciphertext, sizeof(plaintext));
+    // 3. 初始化解密上下文并解密(流密码加密解密使用相同接口)
+    ZUC256_CTX dec_ctx;
+    ret = ZUC256_Init(&dec_ctx, key, iv);
+    if (ret != ZUC256_SUCCESS) {
+        printf("解密初始化失败！错误码: %d\n", ret);
+        return -1;
+    }

-    // 解密过程（使用相同的密钥和IV重新初始化）
-    zuc256_init(&ctx, key, iv);
-    zuc256_crypt(&ctx, ciphertext, decrypted, sizeof(plaintext));
+    ret = ZUC256_Update(&dec_ctx, decrypted, ciphertext, plaintext_len);
+    if (ret != ZUC256_SUCCESS) {
+        printf("解密处理失败！错误码: %d\n", ret);
+        ZUC256_Cleanup(&dec_ctx);
+        return -1;
+    }

-    // 输出结果
-    printf("Original: %s\n", plaintext);
-    printf("Decrypted: %s\n", decrypted);
+    ret = ZUC256_Final(&dec_ctx, NULL);
+    if (ret != ZUC256_SUCCESS) {
+        printf("解密结束失败！错误码: %d\n", ret);
+    }
+    ZUC256_Cleanup(&dec_ctx); // 清理解密上下文
+
+    // 4. 输出结果并验证
+    printf("原文:   %s\n", plaintext);
+    printf("密文:   ");
+    for (size_t i = 0; i < plaintext_len; i++) {
+        printf("%02x", ciphertext[i]); // 密文以十六进制显示
+    }
+    printf("\n解密后: %s\n", decrypted);
+
+    // 验证解密结果是否与原文一致
+    if (memcmp(plaintext, decrypted, plaintext_len) == 0) {
+        printf("\n测试通过:加密解密一致！\n");
+    } else {
+        printf("\n测试失败:解密结果与原文不一致！\n");
+        return -1;
+    }

    return 0;
 }
--- a/src/zuc256.c
+++ b/src/zuc256.c
@@ -1,8 +1,10 @@
 #include "zuc256.h"
 #include <string.h>

-// S盒置换表
-static const uint8_t S0[256] = {
+// 内部工具函数和常量(static隐藏，不暴露给外部)
+
+// S盒(ZUC标准S盒与AES一致)
+static const uint8_t ZUC256_S0[256] = {
    0x63, 0x7c, 0x77, 0x7b, 0xf2, 0x6b, 0x6f, 0xc5, 0x30, 0x01, 0x67, 0x2b, 0xfe, 0xd7, 0xab, 0x76,
    0xca, 0x82, 0xc9, 0x7d, 0xfa, 0x59, 0x47, 0xf0, 0xad, 0xd4, 0xa2, 0xaf, 0x9c, 0xa4, 0x72, 0xc0,
    0xb7, 0xfd, 0x93, 0x26, 0x36, 0x3f, 0xf7, 0xcc, 0x34, 0xa5, 0xe5, 0xf1, 0x71, 0xd8, 0x31, 0x15,
@@ -21,7 +23,7 @@ static const uint8_t S0[256] = {
    0x8c, 0xa1, 0x89, 0x0d, 0xbf, 0xe6, 0x42, 0x68, 0x41, 0x99, 0x2d, 0x0f, 0xb0, 0x54, 0xbb, 0x16
 };

-static const uint8_t S1[256] = {
+static const uint8_t ZUC256_S1[256] = {
    0x52, 0x09, 0x6a, 0xd5, 0x30, 0x36, 0xa5, 0x38, 0xbf, 0x40, 0xa3, 0x9e, 0x81, 0xf3, 0xd7, 0xfb,
    0x7c, 0xe3, 0x39, 0x82, 0x9b, 0x2f, 0xff, 0x87, 0x34, 0x8e, 0x43, 0x44, 0xc4, 0xde, 0xe9, 0xcb,
    0x54, 0x7b, 0x94, 0x32, 0xa6, 0xc2, 0x23, 0x3d, 0xee, 0x4c, 0x95, 0x0b, 0x42, 0xfa, 0xc3, 0x4e,
@@ -40,205 +42,221 @@ static const uint8_t S1[256] = {
    0x17, 0x2b, 0x04, 0x7e, 0xba, 0x77, 0xd6, 0x26, 0xe1, 0x69, 0x14, 0x63, 0x55, 0x21, 0x0c, 0x7d
 };

-// 循环左移
-static uint32_t rotate_left(uint32_t value, uint8_t shift) {
+// 循环左移工具函数
+static uint32_t zuc256_rotl(uint32_t value, uint8_t shift) {
    return ((value << shift) | (value >> (32 - shift)));
 }

-// 非线性函数F
-static uint32_t F(uint32_t X0, uint32_t X1, uint32_t X2) {
-    uint32_t W, W1, W2, temp;
+// 非线性函数F(ZUC核心变换)
+static uint32_t zuc256_F(uint32_t X0, uint32_t X1, uint32_t X2) {
+    uint32_t W1, W2, temp;
    uint8_t b[4], c[4];

-    // 分解X0为字节
+    // 分解X0→字节→S0置换
    b[0] = (X0 >> 24) & 0xFF;
    b[1] = (X0 >> 16) & 0xFF;
    b[2] = (X0 >> 8) & 0xFF;
    b[3] = X0 & 0xFF;
+    b[0] = ZUC256_S0[b[0]];
+    b[1] = ZUC256_S0[b[1]];
+    b[2] = ZUC256_S0[b[2]];
+    b[3] = ZUC256_S0[b[3]];
+    W1 = ((uint32_t)b[0] << 24) | ((uint32_t)b[1] << 16) | ((uint32_t)b[2] << 8) | b[3];

-    // S0置换
-    b[0] = S0[b[0]];
-    b[1] = S0[b[1]];
-    b[2] = S0[b[2]];
-    b[3] = S0[b[3]];
-    
-    // 重组为W1
-    W1 = ((uint32_t)b[0] << 24) | ((uint32_t)b[1] << 16) | 
-         ((uint32_t)b[2] << 8) | (uint32_t)b[3];
-    
-    // 分解X1为字节
+    // 分解X1→字节→S1置换
    c[0] = (X1 >> 24) & 0xFF;
    c[1] = (X1 >> 16) & 0xFF;
    c[2] = (X1 >> 8) & 0xFF;
    c[3] = X1 & 0xFF;
+    c[0] = ZUC256_S1[c[0]];
+    c[1] = ZUC256_S1[c[1]];
+    c[2] = ZUC256_S1[c[2]];
+    c[3] = ZUC256_S1[c[3]];
+    W2 = ((uint32_t)c[0] << 24) | ((uint32_t)c[1] << 16) | ((uint32_t)c[2] << 8) | c[3];

-    // S1置换
-    c[0] = S1[c[0]];
-    c[1] = S1[c[1]];
-    c[2] = S1[c[2]];
-    c[3] = S1[c[3]];
-    
-    // 重组为W2
-    W2 = ((uint32_t)c[0] << 24) | ((uint32_t)c[1] << 16) | 
-         ((uint32_t)c[2] << 8) | (uint32_t)c[3];
-    
-    // 计算W
-    W = W1 ^ W2;
-    
-    // 与X2混合
-    temp = W ^ rotate_left(W, 16);
-    temp ^= rotate_left(W, 12);
-    temp ^= rotate_left(W, 8);
-    temp ^= rotate_left(W, 7);
-    
+    // ZUC标准F函数计算
+    temp = (W1 ^ W2) ^ zuc256_rotl(W1 ^ W2, 16) ^ zuc256_rotl(W1 ^ W2, 12) 
+         ^ zuc256_rotl(W1 ^ W2, 8) ^ zuc256_rotl(W1 ^ W2, 7);
    return temp ^ X2;
 }

-// 初始化LFSR和NFSR
-static void initialize_registers(zuc256_context *ctx) {
-    int i;
-    uint32_t f_result;
-    
-    // 加载密钥和IV到LFSR和NFSR
-    for (i = 0; i < 8; i++) {
-        ctx->LFSR[i] = ctx->key[i];
-        ctx->NFSR[i] = ctx->key[i];
+// 生成32位密钥流字(内部使用)
+static int zuc256_gen_ks_word(ZUC256_CTX *ctx, uint32_t *ks_word) {
+    if (ctx == NULL || ks_word == NULL) {
+        return ZUC256_ERR_NULL;
    }

-    for (i = 8; i < 16; i++) {
-        ctx->LFSR[i] = ctx->iv[i - 8];
-        ctx->NFSR[i] = ctx->iv[i - 8];
-    }
-    
-    // 初始化阶段：32次迭代
-    for (i = 0; i < 32; i++) {
-        // 计算F函数输入
-        uint32_t X0 = ctx->NFSR[15];
-        uint32_t X1 = ctx->LFSR[15] ^ ctx->NFSR[11];
-        uint32_t X2 = ctx->LFSR[14];
-        
-        // 计算F函数结果
-        f_result = F(X0, X1, X2);
-        
-        // LFSR移位
-        uint32_t lfsr_feedback = ctx->LFSR[15] ^ 
-                                (ctx->LFSR[11] & ctx->LFSR[12]) ^ 
-                                ctx->LFSR[9] ^ f_result;
-        
-        for (int j = 15; j > 0; j--) {
-            ctx->LFSR[j] = ctx->LFSR[j - 1];
-        }
-        ctx->LFSR[0] = lfsr_feedback;
-        
-        // NFSR移位
-        uint32_t nfsr_feedback = ctx->NFSR[15] ^ 
-                                ctx->NFSR[13] ^ 
-                                ctx->NFSR[10] ^ 
-                                ctx->NFSR[0] ^ 
-                                (ctx->NFSR[0] & ctx->NFSR[2]) ^ 
-                                (ctx->NFSR[1] & ctx->NFSR[3]) ^ 
-                                (ctx->NFSR[0] & ctx->NFSR[1] & ctx->NFSR[4]) ^
-                                f_result;
-        
-        for (int j = 15; j > 0; j--) {
-            ctx->NFSR[j] = ctx->NFSR[j - 1];
-        }
-        ctx->NFSR[0] = nfsr_feedback;
-    }
-    
-    // 初始化R1和R2
-    ctx->R1 = 0;
-    ctx->R2 = 0;
-}
-
-// 初始化ZUC256上下文
-void zuc256_init(zuc256_context *ctx, const uint8_t *key, const uint8_t *iv) {
-    int i;
-    
-    // 清空上下文
-    memset(ctx, 0, sizeof(zuc256_context));
-    
-    // 加载256位密钥 (8个32位字)
-    for (i = 0; i < 8; i++) {
-        ctx->key[i] = ((uint32_t)key[4*i] << 24) | 
-                     ((uint32_t)key[4*i + 1] << 16) | 
-                     ((uint32_t)key[4*i + 2] << 8) | 
-                     (uint32_t)key[4*i + 3];
-    }
-    
-    // 加载128位IV (4个32位字)
-    for (i = 0; i < 4; i++) {
-        ctx->iv[i] = ((uint32_t)iv[4*i] << 24) | 
-                    ((uint32_t)iv[4*i + 1] << 16) | 
-                    ((uint32_t)iv[4*i + 2] << 8) | 
-                    (uint32_t)iv[4*i + 3];
-    }
-    
-    // 初始化寄存器
-    initialize_registers(ctx);
-}
-
-// 生成32位密钥流
-static uint32_t generate_keystream_word(zuc256_context *ctx) {
-    uint32_t X0, X1, X2, f_result;
-    uint32_t z;
+    uint32_t X0, X1, X2, F_res;

    // 计算F函数输入
    X0 = ctx->NFSR[15];
    X1 = ctx->LFSR[15] ^ ctx->NFSR[11];
    X2 = ctx->LFSR[14];
+    F_res = zuc256_F(X0, X1, X2);

-    // 计算F函数结果
-    f_result = F(X0, X1, X2);
+    // 更新辅助寄存器R1/R2
+    ctx->R1 = zuc256_rotl(ctx->R1, 1) ^ (F_res >> 1);
+    ctx->R2 = zuc256_rotl(ctx->R2, 1) ^ (F_res & 0x1);

-    // 更新R1和R2
-    ctx->R1 = rotate_left(ctx->R1, 1) ^ (f_result >> 1);
-    ctx->R2 = rotate_left(ctx->R2, 1) ^ (f_result & 0x1);
+    // 生成32位密钥流
+    *ks_word = ctx->LFSR[15] ^ ctx->R1 ^ ctx->R2;

-    // 生成密钥流字
-    z = ctx->LFSR[15] ^ ctx->R1 ^ ctx->R2;
-    
-    // LFSR移位
-    uint32_t lfsr_feedback = ctx->LFSR[15] ^ 
-                            (ctx->LFSR[11] & ctx->LFSR[12]) ^ 
-                            ctx->LFSR[9];
-    
-    for (int j = 15; j > 0; j--) {
-        ctx->LFSR[j] = ctx->LFSR[j - 1];
-    }
+    // LFSR移位更新(ZUC标准反馈多项式)
+    uint32_t lfsr_feedback = ctx->LFSR[15] ^ (ctx->LFSR[11] & ctx->LFSR[12]) ^ ctx->LFSR[9];
+    memmove(&ctx->LFSR[1], &ctx->LFSR[0], sizeof(ctx->LFSR) - sizeof(uint32_t));
    ctx->LFSR[0] = lfsr_feedback;

-    // NFSR移位
-    uint32_t nfsr_feedback = ctx->NFSR[15] ^ 
-                            ctx->NFSR[13] ^ 
-                            ctx->NFSR[10] ^ 
-                            ctx->NFSR[0] ^ 
-                            (ctx->NFSR[0] & ctx->NFSR[2]) ^ 
-                            (ctx->NFSR[1] & ctx->NFSR[3]) ^ 
-                            (ctx->NFSR[0] & ctx->NFSR[1] & ctx->NFSR[4]);
-    
-    for (int j = 15; j > 0; j--) {
-        ctx->NFSR[j] = ctx->NFSR[j - 1];
-    }
+    // NFSR移位更新(ZUC标准反馈多项式)
+    uint32_t nfsr_feedback = ctx->NFSR[15] ^ ctx->NFSR[13] ^ ctx->NFSR[10] ^ ctx->NFSR[0]
+                          ^ (ctx->NFSR[0] & ctx->NFSR[2]) ^ (ctx->NFSR[1] & ctx->NFSR[3])
+                          ^ (ctx->NFSR[0] & ctx->NFSR[1] & ctx->NFSR[4]);
+    memmove(&ctx->NFSR[1], &ctx->NFSR[0], sizeof(ctx->NFSR) - sizeof(uint32_t));
    ctx->NFSR[0] = nfsr_feedback;

-    return z;
+    return ZUC256_SUCCESS;
 }

-// 生成密钥流并与数据异或（加密/解密）
-void zuc256_crypt(zuc256_context *ctx, const uint8_t *input, uint8_t *output, size_t length) {
-    uint32_t keystream;
-    uint8_t *ks_bytes = (uint8_t *)&keystream;
-    size_t i;
-    
-    for (i = 0; i < length; i++) {
-        // 每4字节生成一次密钥流
-        if ((i % 4) == 0) {
-            keystream = generate_keystream_word(ctx);
+// 初始化LFSR/NFSR寄存器
+static int zuc256_init_regs(ZUC256_CTX *ctx) {
+    if (ctx == NULL) {
+        return ZUC256_ERR_NULL;
    }

-        // 异或操作
-        output[i] = input[i] ^ ks_bytes[i % 4];
+    uint32_t F_res;
+    int i;
+
+    // 加载密钥到寄存器前8位(0~7)
+    for (i = 0; i < 8; i++) {
+        ctx->LFSR[i] = ctx->key[i];
+        ctx->NFSR[i] = ctx->key[i];
+    }
+
+    // 修复:用IV循环填充寄存器后8位(8~15)，避免越界
+    // IV共4个元素(0~3)，通过(i-8)%4循环访问
+    for (i = 8; i < 16; i++) {
+        ctx->LFSR[i] = ctx->iv[(i - 8) % 4];  // 索引范围:0~3，安全访问
+        ctx->NFSR[i] = ctx->iv[(i - 8) % 4];
+    }
+
+    // 32次迭代打乱初始状态(ZUC强制步骤)
+    for (i = 0; i < 32; i++) {
+        uint32_t X0 = ctx->NFSR[15];
+        uint32_t X1 = ctx->LFSR[15] ^ ctx->NFSR[11];
+        uint32_t X2 = ctx->LFSR[14];
+        F_res = zuc256_F(X0, X1, X2);
+
+        // LFSR移位(带F函数反馈)
+        uint32_t lfsr_feedback = ctx->LFSR[15] ^ (ctx->LFSR[11] & ctx->LFSR[12]) ^ ctx->LFSR[9] ^ F_res;
+        memmove(&ctx->LFSR[1], &ctx->LFSR[0], sizeof(ctx->LFSR) - sizeof(uint32_t));
+        ctx->LFSR[0] = lfsr_feedback;
+
+        // NFSR移位(带F函数反馈)
+        uint32_t nfsr_feedback = ctx->NFSR[15] ^ ctx->NFSR[13] ^ ctx->NFSR[10] ^ ctx->NFSR[0]
+                              ^ (ctx->NFSR[0] & ctx->NFSR[2]) ^ (ctx->NFSR[1] & ctx->NFSR[3])
+                              ^ (ctx->NFSR[0] & ctx->NFSR[1] & ctx->NFSR[4]) ^ F_res;
+        memmove(&ctx->NFSR[1], &ctx->NFSR[0], sizeof(ctx->NFSR) - sizeof(uint32_t));
+        ctx->NFSR[0] = nfsr_feedback;
+    }
+
+    // 初始化辅助寄存器和密钥流缓存
+    ctx->R1 = 0;
+    ctx->R2 = 0;
+    ctx->ks_buf = 0;
+    ctx->ks_buf_len = 0;
+
+    return ZUC256_SUCCESS;
+}
+
+int ZUC256_Init(ZUC256_CTX *ctx, const uint8_t *key, const uint8_t *iv) {
+    // 参数合法性检查
+    if (ctx == NULL || key == NULL || iv == NULL) {
+        return ZUC256_ERR_NULL;
+    }
+
+    // 清空上下文（避免敏感数据残留）
+    memset(ctx, 0, sizeof(ZUC256_CTX));
+
+    // 加载密钥（32字节→8个32位字，大端序）
+    for (int i = 0; i < 8; i++) {
+        ctx->key[i] = ((uint32_t)key[4*i] << 24) | ((uint32_t)key[4*i + 1] << 16)
+                   | ((uint32_t)key[4*i + 2] << 8) | (uint32_t)key[4*i + 3];
+    }
+
+    // 加载IV（16字节→4个32位字，大端序）
+    for (int i = 0; i < 4; i++) {
+        ctx->iv[i] = ((uint32_t)iv[4*i] << 24) | ((uint32_t)iv[4*i + 1] << 16)
+                  | ((uint32_t)iv[4*i + 2] << 8) | (uint32_t)iv[4*i + 3];
+    }
+
+    // 初始化寄存器
+    return zuc256_init_regs(ctx);
+}
+
+
+int ZUC256_Update(ZUC256_CTX *ctx, uint8_t *out, const uint8_t *in, size_t in_len) {
+    if (ctx == NULL || out == NULL || in == NULL) {
+        return ZUC256_ERR_NULL;
+    }
+
+    uint8_t *ks_buf_ptr = (uint8_t *)&ctx->ks_buf;
+    size_t i = 0;
+
+    // 处理缓存中残留的密钥流(解决非4字节对齐数据)
+    if (ctx->ks_buf_len > 0 && in_len > 0) {
+        for (; i < in_len && ctx->ks_buf_len < 4; i++, ctx->ks_buf_len++) {
+            out[i] = in[i] ^ ks_buf_ptr[ctx->ks_buf_len];
+        }
+        // 缓存用尽，重置长度
+        if (ctx->ks_buf_len == 4) {
+            ctx->ks_buf_len = 0;
+        }
+    }
+
+    // 处理完整的4字节块
+    if (i < in_len) {
+        size_t remaining = in_len - i;
+        size_t full_blocks = remaining / 4;
+        size_t rem_bytes = remaining % 4;
+
+        // 完整块处理
+        for (size_t b = 0; b < full_blocks; b++) {
+            uint32_t ks_word;
+            if (zuc256_gen_ks_word(ctx, &ks_word) != ZUC256_SUCCESS) {
+                return ZUC256_ERR_NULL;
+            }
+            // 密钥流与数据异或(流密码加解密统一逻辑)
+            out[i + 4*b + 0] = in[i + 4*b + 0] ^ ((ks_word >> 24) & 0xFF);
+            out[i + 4*b + 1] = in[i + 4*b + 1] ^ ((ks_word >> 16) & 0xFF);
+            out[i + 4*b + 2] = in[i + 4*b + 2] ^ ((ks_word >> 8) & 0xFF);
+            out[i + 4*b + 3] = in[i + 4*b + 3] ^ (ks_word & 0xFF);
+        }
+
+        // 处理剩余不足4字节的数据(存入缓存)
+        if (rem_bytes > 0) {
+            uint32_t ks_word;
+            if (zuc256_gen_ks_word(ctx, &ks_word) != ZUC256_SUCCESS) {
+                return ZUC256_ERR_NULL;
+            }
+            ctx->ks_buf = ks_word;
+            for (size_t r = 0; r < rem_bytes; r++) {
+                out[i + 4*full_blocks + r] = in[i + 4*full_blocks + r] ^ ks_buf_ptr[r];
+            }
+            ctx->ks_buf_len = rem_bytes;
+        }
+    }
+
+    return ZUC256_SUCCESS;
+}
+
+int ZUC256_Final(ZUC256_CTX *ctx, uint8_t *out) {
+    // 流密码无收尾操作，仅检查上下文合法性
+    (void)out; // 未使用参数，避免编译警告
+    return (ctx == NULL) ? ZUC256_ERR_NULL : ZUC256_SUCCESS;
+}
+
+void ZUC256_Cleanup(ZUC256_CTX *ctx) {
+    if (ctx != NULL) {
+        memset(ctx, 0, sizeof(ZUC256_CTX)); // 覆盖敏感数据，防止泄露
    }
 }