报文鉴别码（MAC）的计算方法

1.基于分组算法的MAC

依照ISO/IEC 9797-1规范，使用密钥长度为128位的对称加密算法采用CBC模式对任意长度的报文计算8字节MAC值。（就是采用3DES的CBC模式）

MAC算法参数说明

M	明文消息
C	密文消息
Mac	消息认证码
K	MAC密钥
IV	初始向量
Ek(M)	使用密钥K对M进行加密
Dk©	使用密钥K对C进行解密

算法说明：

1. 在明文M后附加0x80,然后在右端填充最少的0x00，使得填充后消息M = (M||80||00||00||…||00)的长度为8的整数倍。然后将M分为8字节(文档上是16字节，但我认为是不正确的)的块M1，M2，M3，…，Mn；
2. 将密钥K分为8字节的两部分KL和KR，初始向量IV = (00||00||00||00||00||00||00||00)；
3. 计算过程如下，C0 = IV， Ci = Ekl(Mi ^ Ci-1) i=1,2,…,n
4. 最后一块数据再作如下计算Mac = Ekl(Dkr(Cn))

对上面3，4步骤说明如下，Mi异或C(i-1)，结果采用KL进行DES加密处理，以此循环，得到最后的Cn，采用KR对Cn进行DES解密处理，然后再采用KL进行DES加密处理，得到的结果就是8字节的MAC值。

2.基于SM4的MAC

SM4和上面类似，不过其采用的是SM4算法，采用密钥长度为128位的对称加密算法采用CBC模式对任意长度的报文计算16字节MAC值。

MAC算法参数说明

M	明文消息
C	密文消息
Mac	消息认证码
K	MAC密钥
IV	初始向量
Ek(M)	使用密钥K对M进行加密
Dk©	使用密钥K对C进行解密

其算法作下说明：

1. 在明文M后附加0x80,然后在右端填充最少的0x00，使得填充后消息M = (M||80||00||00||…||00)的长度为16的整数倍。然后将M分为16字节的块M1，M2，M3，…，Mn；
2. 初始向量IV = (00||00||00||00||00||00||00||00||00||00||00||00||00||00||00||00)；
3. 计算过程如下，C0 = IV， Ci = Ek(Mi ^ Ci-1) i=1,2,…,n
4. 取最后一块左8字节作为MAC：Mac = LEFT(Cn)

3.基于HASH算法的HMAC

HMAC算法依照FIPS规范，使用摘要算法生成HMAC

HMAC算法参数说明

ipad	填充字符串，内容为：8位字节0x36 重复64次
opad	填充字符串，内容为：8位字节0x5c,重复64次
text	所输入的需要计算MAC的数据，不包括填充字符串
K	MAC密钥
t	所得MAC的字节长度
Hash安全哈希算法	使用密钥K对M进行加密
Dk©	使用密钥K对C进行解密

其计算公式如下：

MAC(text)t = HAMC(K,text)t = Hash((K0 ^ opad) || Hash((K0 ^ ipad)||text))

对上面公式说明如下：

1. 若K = 64 ，令K0 = K,跳转到步骤4
2. 若K > 64 , 令K0 = Hash(K)，跳转到步骤4
3. 若K < 64 , 则在K末尾补字节0x00产生64字节K0
4. K0与ipad异或产生64字节字符串：K0 ^ ipad
5. 将text追加到步骤4的末尾：(K0 ^ ipad) || text
6. 将步骤5得到的字符串进行哈希得到：Hash((K0 ^ ipad) || text)
7. K0与opad异或：K0 ^ opad
8. 将步骤6产生的结果追加到步骤7的结果末尾：(K0 ^ opad) || Hash((K0 ^ ipad) || text)
9. 对步骤8的结果做哈希得到：Hash((K0 ^ opad) || Hash((K0 ^ ipad) || text))
10. 步骤9得到的哈希值作为MAC值。

4.基于SM3的HMAC

HMAC算法依照FIPS规范，使用SM3算法生成HMAC

HMAC算法参数说明

ipad	填充字符串，内容为：8位字节0x36 重复32次
opad	填充字符串，内容为：8位字节0x5c,重复32次
text	所输入的需要计算MAC的数据，不包括填充字符串
K	MAC密钥
t	所得MAC的字节长度
Hash安全哈希算法	使用密钥K对M进行加密
Dk©	使用密钥K对C进行解密

其计算公式如下：

MAC(text)t = HAMC(K,text)t = Hash((K0 ^ opad) || Hash((K0 ^ ipad)||text))

对上面公式说明如下：

1. 若K = 32 ，令K0 = K,跳转到步骤4
2. 若K > 32 , 令K0 = Hash(K)，跳转到步骤4
3. 若K < 32 , 则在K末尾补字节0x00产生32字节K0
4. K0与ipad异或产生32字节字符串：K0 ^ ipad
5. 将text追加到步骤4的末尾：(K0 ^ ipad) || text
6. 将步骤5得到的字符串进行哈希得到：Hash((K0 ^ ipad) || text)
7. K0与opad异或：K0 ^ opad
8. 将步骤6产生的结果追加到步骤7的结果末尾：(K0 ^ opad) || Hash((K0 ^ ipad) || text)
9. 对步骤8的结果做哈希得到：Hash((K0 ^ opad) || Hash((K0 ^ ipad) || text))
10. 步骤9得到的哈希值作为MAC值。

[参考]

1. [中国金融集成电路(IC)卡规范 第16部分]