2017-2018-2 20179215《网络攻防实践》第十三周作业

2017-2018-2 20179215 《网络攻防技术》 第十三周作业 国密算法实现

一、国产密码算法介绍

国产密码算法（国密算法）是指国家密码局认定的国产商用密码算法，在金融领域目前主要使用公开的SM2、SM3、SM4三类算法，分别是非对称算法、哈希算法和对称算法。

1.SM2算法：SM2椭圆曲线公钥密码算法是我国自主设计的公钥密码算法，包括SM2-1椭圆曲线数字签名算法，SM2-2椭圆曲线密钥交换协议，SM2-3椭圆曲线公钥加密算法，分别用于实现数字签名密钥协商和数据加密等功能。SM2算法与RSA算法不同的是，SM2算法是基于椭圆曲线上点群离散对数难题，相对于RSA算法，256位的SM2密码强度已经比2048位的RSA密码强度要高。

椭圆曲线参数并没有给出推荐的曲线，曲线参数的产生需要利用一定的算法产生。但在实际使用中，国密局推荐使用素数域256 位椭圆曲线，其曲线方程为y^2= x^3+ax+b（其中p是大于3的一个大素数，n是基点G的阶，Gx、Gy 分别是基点G的x与y值，a、b是随圆曲线方程y^2= x^3+ax+b的系数）。

2.SM3算法：SM3杂凑算法是我国自主设计的密码杂凑算法，适用于商用密码应用中的数字签名和验证消息认证码的生成与验证以及随机数的生成，可满足多种密码应用的安全需求。为了保证杂凑算法的安全性，其产生的杂凑值的长度不应太短，例如MD5输出128比特杂凑值，输出长度太短，影响其安全性SHA-1算法的输出长度为160比特，SM3算法的输出长度为256比特，因此SM3算法的安全性要高于MD5算法和SHA-1算法。

3.SM4算法：SM4分组密码算法是我国自主设计的分组对称密码算法，用于实现数据的加密/解密运算，以保证数据和信息的机密性。要保证一个对称密码算法的安全性的基本条件是其具备足够的密钥长度，SM4算法与AES算法具有相同的密钥长度分组长度128比特，因此在安全性上高于3DES算法。SM4算法支持的四种加密模式如下表所示：

SM4 分组算法4种模式及安全MAC的算法标识：

二、python实现

1.SM2测试截图

python3实现的国密SM2+SM3，SM3包括KDF功能，可配合SM2加解密（SM2调用了SM3模块）。SM2实现了各种素域下的签名、验签和加解密功能。

SM2对“袁琳”的加解密过程：

2.SM3测试截图

python编写的SM3密码杂凑算法代码。

对字符串yl进行测试：

结果如图：

3.SM4测试截图

python实现的国产加密sm4算法。

三、遇到的问题与解决过程

1.版本问题

原因：Missing parentheses in call to 'print'是因为Python2.X和Python3.X不兼容。

2.python模块以及导入出现ImportError: No module named ‘xxx‘问题

原因：具体参见http://www.mamicode.com/info-detail-1535053.html