国密算法：利用python进行sm4算法的加解密，对称密钥

末蓝、 2023-09-27 12:36 136阅读 0赞

本篇利用python中的gmssl库进行sm4算法的加解密演示。

## 国密算法sm4特点： ##

*  密钥长度：16bytes（128bits）
 *  分组长度和密钥长度均为128bits；
 *  是对称加密算法；分为ecb模式和cbc模式；
 *  明文和密文的长度相同；
 *  同样的数据，同样的key，每次加密结果一样。
 *  与DES和AES算法相似，国密SM4算法是一种分组加密算法。SM4分组密码算法是一种迭代分组密码算法，由加解密算法和密钥扩展算法组成；
 *  加密算法和密钥扩展算法迭代轮数均为32轮；SM4加解密过程的算法相同但是轮密钥的使用顺序相反；
 *  SM4密码算法使用模2加和循环移位作为基本运算；
 *  密钥扩展算法：SM4算法使用128位的加密密钥，并采用32轮迭代加密结构，每一轮加密使用一个32位的轮密钥，总共使用32个轮密钥。  
    因此需要使用密钥扩展算法，从加密密钥中产生32个轮密钥。

## gmssl库中的sm4： ##

python提供了sm4算法相关的包，可以用导入gmssl包，利用这个包提供的sm4算法进行数据的加解密。

#导入国密算法sm4包
    from gmssl import sm4

### 常用API： ###

实例化：sm4.CryptSM4()  
设置加密密钥key：set\_key(key, sm4.SM4\_ENCRYPT) \# 设置密钥  
加密：crypt\_ecb(plaintext)

设置解密密钥key：set\_key(key, sm4.SM4\_DECRYPT) \# 设置密钥  
解密：crypt\_ecb(chipertext)

## 测试代码： ##

import binascii
    
    #导入国密算法sm4包
    from gmssl import sm4
    
    def sm4_encode(key, data):
        """
        国密sm4加密
        :param key: 密钥
        :param data: 原始数据
        :return: 密文hex
        """
        sm4Alg = sm4.CryptSM4()  # 实例化sm4
        sm4Alg.set_key(key.encode(), sm4.SM4_ENCRYPT)  # 设置密钥
        dateStr = str(data)
        print("明文:", dateStr);
        enRes = sm4Alg.crypt_ecb(dateStr.encode())  # 开始加密,bytes类型，ecb模式
        enHexStr = enRes.hex()
        print("密文:", enHexStr);
        return enHexStr # 返回十六进制值
        # return encrypt_value.hex()  
    
    def sm4_decode(key, data):
        """
        国密sm4解密
        :param key: 密钥
        :param data: 密文数据
        :return: 明文hex
        """
        sm4Alg = sm4.CryptSM4()  # 实例化sm4
        sm4Alg.set_key(key.encode(), sm4.SM4_DECRYPT)  # 设置密钥
        deRes = sm4Alg.crypt_ecb(bytes.fromhex(data))  # 开始解密。十六进制类型,ecb模式
        deHexStr = deRes.decode()
        print("解密后明文:", deRes);
        print("解密后明文hex:", deHexStr);
        return deHexStr
    
    #测试函数
    def test():
        key = "E1A90FB64DDE12AE";  
        strData = "12345abcde"
    
        enHexRes = sm4_encode(key,strData);
    
        print("解密测试===",enHexRes);
    
        sm4_decode(key,enHexRes);
    
    # main 
    if __name__ == '__main__':
        print("main begin");
        test();

**测试结果：**

> % python sm4\_t3.py  
> main begin  
> 明文: 12345abcde  
> 密文: 39b1d120849884da97b57830de18fb75  
> 解密测试=== 39b1d120849884da97b57830de18fb75  
> 解密后明文: b’12345abcde’  
> 解密后明文hex: 12345abcde