国密算法

作者: Li_MAX | 来源:发表于2020-07-09 10:58 被阅读0次

    国密即国家密码局认定的国产密码算法。主要有SM1,SM2,SM3,SM4。密钥长度和分组长度均为128位。
    SM1 为对称加密。其加密强度与AES相当。该算法不公开,调用该算法时,需要通过加密芯片的接口进行调用。
    SM2为非对称加密,基于ECC。该算法已公开。由于该算法基于ECC,故其签名速度与秘钥生成速度都快于RSA。ECC 256位(SM2采用的就是ECC 256位的一种)安全强度比RSA 2048位高,但运算速度快于RSA。
    国家密码管理局公布的公钥算法,其加密强度为256位
    SM3 消息摘要。可以用MD5作为对比理解。该算法已公开。校验结果为256位。
    SM4 无线局域网标准的分组数据算法。对称加密,密钥长度和分组长度均为128位。

    由于SM1、SM4加解密的分组大小为128bit,故对消息进行加解密时,若消息长度过长,需要进行分组,要消息长度不足,则要进行填充。

    国际算法与国密算法分类

    分组密码算法(DES和SM4)、将明文数据按固定长度进行分组,然后在同一密钥控制下逐组进行加密,
    公钥密码算法(RSA和SM2)、公开加密算法本身和公开公钥,保存私钥

    摘要算法(SM3 md5) 这个都比较熟悉,用于数字签名,消息认证,数据完整性,但是sm3安全度比md5高

    总得来说国密算法的安全度比较高,2010年12月推出,也是国家安全战略,现在银行都要要求国际算法改造,要把国际算法都给去掉

    代码实现

    C 语言实现
    https://github.com/guanzhi/GmSSL/

    Go 语言
    https://github.com/tjfoc/gmsm
    https://github.com/ZZMarquis/gm

    Java 语言
    https://github.com/PopezLotado/SM2Java

    测试

    Go语言实现,调用 gmsm

    package main_test
    
    import (
        "bytes"
        "crypto/cipher"
        "fmt"
        "github.com/tjfoc/gmsm/sm2"
        "github.com/tjfoc/gmsm/sm3"
        "github.com/tjfoc/gmsm/sm4"
        "log"
        "testing"
    )
    
    func Test_SM3(t *testing.T)  {
        date := "hello world"
        s:= sm3.New()
        s.Write([]byte(date))
        sum := s.Sum(nil)
        fmt.Println(sum)
        fmt.Printf("%x\n",sum)
    }
    
    func Test_SM4(t *testing.T)  {
        // SM4私钥只支持16bit
        key := []byte("helloworldhellow")
        iv := make([]byte, sm4.BlockSize)
        data := []byte("Tongji Fintech Research Institute")
        ciphertxt,err := sm4Encrypt(key,iv, data)
        if err != nil{
            log.Fatal(err)
        }
        fmt.Printf("加密结果: %x\n", ciphertxt)
        fmt.Println(ciphertxt,len(ciphertxt))
        data,err = sm4Decrypt(key,iv,ciphertxt)
        if err != nil{
            log.Fatal(err)
        }
        fmt.Printf("加密结果: %s\n", data)
    }
    
    func sm4Encrypt(key, iv, plainText []byte) ([]byte, error) {
        block, err := sm4.NewCipher(key)
        if err != nil {
            return nil, err
        }
        blockSize := block.BlockSize()
        origData := pkcs5Padding(plainText, blockSize)
        blockMode := cipher.NewCBCEncrypter(block, iv)
        cryted := make([]byte, len(origData))
        blockMode.CryptBlocks(cryted, origData)
        return cryted, nil
    }
    
    func sm4Decrypt(key, iv, cipherText []byte) ([]byte, error) {
        block, err := sm4.NewCipher(key)
        if err != nil {
            return nil, err
        }
        blockMode := cipher.NewCBCDecrypter(block, iv)
        origData := make([]byte, len(cipherText))
        blockMode.CryptBlocks(origData, cipherText)
        origData = pkcs5UnPadding(origData)
        return origData, nil
    }
    // pkcs5填充
    func pkcs5Padding(src []byte, blockSize int) []byte {
        padding := blockSize - len(src)%blockSize
        padtext := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)
        return append(src, padtext...)
    }
    
    func pkcs5UnPadding(src []byte) []byte {
        length := len(src)
        if(length==0){
            return nil
        }
        unpadding := int(src[length-1])
        return src[:(length - unpadding)]
    }
    
    func Test_SM2(t *testing.T)  {
        priv, err := sm2.GenerateKey() // 生成密钥对
        if err != nil {
            log.Fatal(err)
        }
        msg := []byte("Tongji Fintech Research Institute")
        pub := &priv.PublicKey
        ciphertxt, err := pub.Encrypt(msg)
        if err != nil {
            log.Fatal(err)
        }
        fmt.Printf("加密结果:%x\n",ciphertxt)
        plaintxt,err :=  priv.Decrypt(ciphertxt)
        if err != nil {
            log.Fatal(err)
        }
        if !bytes.Equal(msg,plaintxt){
            log.Fatal("原文不匹配")
        }
    
        r,s,err := sm2.Sign(priv, msg)
        if err != nil {
            log.Fatal(err)
        }
        isok := sm2.Verify(pub,msg,r,s)
        fmt.Printf("Verified: %v\n", isok)
    }
    

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