使用 python gmssl 完成SM4

1.1语言：python
1.2库:gmssl
2、过程
2.1 密钥生成
使用func.list_to_bytes函数编写随机密钥生成函数key_gen（无输入，输出bytes类型的随机SM4密钥），需要注意密钥的位数
2.2 iv生成
使用func.list_to_bytes函数编写随机iv生成函数iv_gen（无输入，输出bytes类型的随机SM4 iv），需要注意iv的位数
2.3 SM4_ecb
（1）编写SM4_ecb模式的加密函数SM4_ecb_enc（输入明文和密钥，输出密文，输入和输出均为bytes类型）
（2）编写SM4_ecb模式的解密函数SM4_ecb_dec（输入密文和密钥，输出明文，输入和输出均为bytes类型）
2.4 SM4_cbc
（1）编写SM4_cbc模式的加密函数SM4_cbc_enc（输入明文、iv和密钥，输出密文，输入和输出均为bytes类型）
（2）编写SM4_cbc模式的解密函数SM4_cbc_dec（输入密文、iv和密钥，输出明文，输入和输出均为bytes类型）
2.5 字符串加密
编写exp_SM4_str函数，输入为明文（str类型），无输出，具体过程：
（1）调用key_gen函数，打印生成的随机密钥
（2）调用SM4_ecb_enc函数将明文加密，打印加密后的密文
（3）调用SM4_ecb_dec函数将密文解密，打印解密后的明文
（4）调用key_gen函数，打印生成的随机密钥
（5）调用iv_gen函数，打印生成的随机iv
（6）调用SM4_cbc_enc函数将明文加密，打印加密后的密文
（7）调用SM4_cbc_dec函数将密文解密，打印解密后的明文
2.6 文件加密
编写exp_SM4_file函数，输入为文件地址（str类型），无输出，具体过程：
（1）调用key_gen函数，打印生成的随机密钥
（2）调用open函数打开并读取输入的文件（bytes类型）
（3）调用SM4_ecb_enc函数将文件内容加密，将密文保存到项目目录中，密文文件名为《file_enc_ecb.txt》，打印相关信息
（4）调用open函数打开并读取上一步中生成的加密文件
（5）调用SM4_ecb_dec函数将文件内容解密，将明文保存到项目目录中，明文文件名为《file_dec_ecb.txt》，打印相关信息
（6）调用密钥生成函数，打印生成的随机密钥
（7）调用iv生成函数，打印生成的随机iv
（8）调用SM4_cbc_enc函数将输入的文件加密，将密文保存到项目目录中，密文文件名为《file_enc_cbc.txt》，打印相关信息
（9）调用file函数打开并读取上一步中生成的加密文件
（10）调用SM4_cbc_dec函数将文件内容解密，将明文保存到项目目录中，明文文件名为《file_dec_cbc.txt》，打印相关信息
2.7 main函数
在main函数中，使用input函数获取用户的输入。
（1）如果用户输入“file”，则调用exp_SM4_file函数，输入为文件路径（可以固定为项目目录下的plaintext.txt文件即“.\plaintext.txt”，也可以自定义路径），示例结果如下：

import random
#from gmssl import func
import string
from gmssl.sm4 import CryptSM4, SM4_ENCRYPT, SM4_DECRYPT

crypt_sm4 = CryptSM4()


def gen_key(bits):
    #key = random.randbytes(15)
    #key = random.sample('zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba1234567890', 5)
    num_set = [chr(i) for i in range(48, 58)]
    char_set = [chr(i) for i in range(97, 123)]
    total_set = num_set + char_set
    key = "".join(random.sample(total_set, bits))
    #key = ''.join(random.sample(string.ascii_letters + string.digits, 15))
    return key





def iv_gen(bits):
    num_set = [chr(i) for i in range(48, 58)]
    char_set = [chr(i) for i in range(97, 123)]
    total_set = num_set + char_set
    iv = "".join(random.sample(total_set, bits))
    #iv = ''.join(random.sample(string.ascii_letters + string.digits, 15))
    return iv





def SM4_ecb_enc(plaintext, key):
    crypt_sm4.set_key(key, SM4_ENCRYPT)
    ciphertext_bytes = crypt_sm4.crypt_ecb(plaintext)
    
    return ciphertext_bytes




def SM4_ecb_dec(ciphertext, key):
    crypt_sm4 = CryptSM4()
    crypt_sm4.set_key(key, SM4_DECRYPT)
    plaintext_bytes = crypt_sm4.crypt_ecb(ciphertext)
   
    return plaintext_bytes




def SM4_cbc_enc(plaintext, iv, key):
    crypt_sm4.set_key(key, SM4_ENCRYPT)
    ciphertext_bytes= crypt_sm4.crypt_cbc(iv, plaintext)  # bytes类型
    
    return ciphertext_bytes



def SM4_cbc_dec(ciphertext,iv,key):
    crypt_sm4.set_key(key, SM4_DECRYPT)
    plaintext_bytes = crypt_sm4.crypt_cbc(iv, ciphertext)
    
    return plaintext_bytes





def exp_SM4_str(plaintext):
    plaintext_bytes = bytes(plaintext, encoding="utf8")
    return plaintext_bytes

def exp_SM4_file(filename):
    with open(filename, "rb") as f:
         plaintext_bytes = f.read()
    f.close()
    return plaintext_bytes


if __name__ == '__main__':
    
    key = gen_key(16)
    key_bytes = bytes(key, encoding="utf8")
    with open('D:/key_bytes.txt','wb') as f:
        f.truncate()
        f.write(key_bytes)
    f.close
    print("key为：", key_bytes.hex())

    iv = iv_gen(16)
    iv_bytes = bytes(iv, encoding="utf8")
    with open('D:/iv_bytes.txt','wb') as f:
        f.truncate()
        f.write(iv_bytes)
    f.close
    print("iv为：", iv_bytes.hex())
    
    choice=input("选择字符串加密还是文件加密")
    if (choice == 'file'):
        print ("请输入需要加密的文件名：")
        plaintext_bytes = exp_SM4_file(input())
    
    else:
       print("请输入需要加密的内容：")
       plaintext_bytes = exp_SM4_str(input())

    ciphertext = SM4_ecb_enc(plaintext_bytes, key_bytes)
    with open('D:/ciphertext_ecb.txt','wb') as f:
        f.truncate()
        f.write(ciphertext)
    f.close
    print("ecb加密为：", ciphertext)

    plaintext = SM4_ecb_dec(ciphertext, key_bytes)
    with open('D:/plaintext_ecb.txt','wb') as f:
        f.truncate()
        f.write(plaintext)
    f.close
    print("ecb解密为：", plaintext)

    ciphertext = SM4_cbc_enc(plaintext, iv_bytes, key_bytes)
    with open('D:/ciphertext_cbc.txt','wb') as f:
        f.truncate()
        f.write(ciphertext)
    f.close
    print("cbc加密为：", ciphertext)

    plaintext = SM4_cbc_dec(ciphertext, iv_bytes, key_bytes)
    with open('D:/plaintext_cbc.txt','wb') as f:
        f.truncate()
        f.write(plaintext)
    f.close
    print("cbc解密为：", plaintext)

Gmssl python参考资料：https://gitee.com/mirrors/gmssl-python
Gmssl参考资料：http://gmssl.org/