JS逆向---国家加密系列（SM算法详解及其多个实例）
文章目录
- 前言
- 一. 算法简介
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- 算法分类
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- SM2 椭圆曲线公钥加密算法
- 二. 算法还原
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- 1. Javascript还原
- 2. python还原
- 三. 实战案例分析
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- 1. 案例分析
前言
众所周知，为了保障商用密码的安全性，国家商用密码管理办公室制定了一系列密码标准，包括SM1（SCB2）、SM2、SM3、SM4、SM7、SM9、祖冲之密码算法（ZUC)那等等。
SM1、SM4、SM7、祖冲之密码（ZUC）是对称算法；SM2、SM9是非对称算法；SM3是哈希算法。其中SM1、SM7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；
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一. 算法简介
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事实上从 2010 年开始，我国国家密码管理局就已经开始陆续发布了一系列国产加密算法，这其中就包括 SM1、SM2、SM3 、SM4、SM7、SM9、ZUC（祖冲之加密算法）等，SM 代表商密，即商业密码，是指用于商业的、不涉及国家秘密的密码技术。SM1 和 SM7的算法不公开，其余算法都已成为ISO/IEC 国际标准。
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在这些国产加密算法中，SM2、SM3、SM4 三种加密算法是比较常见的，在爬取部分网站时，也可能会遇到这些算法，所以作为爬虫工程师是有必要了解一下这些算法的，如下图所示某网站就使用了 SM2 和 SM4 加密算法：
算法分类
| 算法名称 | 算法类别 | 应用领域 | 特点 |
|---|---|---|---|
| SM1 | 对称（分组）加密算法 | 芯片 | 分组长度、密钥长度均为 128 比特 |
| SM2 | 非对称（基于椭圆曲线 ECC）加密算法 | 数据加密 | ECC 椭圆曲线密码机制 256 位，相比 RSA 处理速度快，消耗更少 |
| SM3 | 散列（hash）函数算法 | 完整性校验 | 安全性及效率与 SHA-256 相当，压缩函数更复杂 |
| SM4 | 对称（分组）加密算法 | 数据加密和局域网产品 | 分组长度、密钥长度均为 128 比特，计算轮数多 |
| SM7 | 对称（分组）加密算法 | 非接触式 IC 卡 | 分组长度、密钥长度均为 128 比特 |
| SM9 | 标识加密算法（IBE） | 端对端离线安全通讯 | 加密强度等同于 3072 位密钥的 RSA 加密算法 |
| ZUC | 对称（序列）加密算法 | 移动通信 4G 网络 | 流密码 |
SM2 椭圆曲线公钥加密算法
- SM2 为椭圆曲线（ECC）公钥加密算法，非对称加密，SM2 算法和 RSA算法都是公钥加密算法，SM2 算法是一种更先进安全的算法，在我们国家商用密码体系中被用来替换RSA 算法，在不少官方网站会见到此类加密算法。我国学者对椭圆曲线密码的研究从 20 世纪 80 年代开始，目前已取得不少成果，SM2 椭圆曲线公钥密码算法比 RSA算法有以下优势：
| SM4 | DES | AES | ||
|---|---|---|---|---|
| 计算轮数 | 32 | 16（3DES 为 16*3） | 10/12/14 | |
| 密码部件 | S 盒、非线性变换、线性变换、合成变换 | 标准算术和逻辑运算、先替换后置换，不含线性变换 | S 盒、行移位变换、列混合变换、圈密钥加变换（AddRoundKey） |
二. 算法还原
1. Javascript还原
- 在 JavaScript 中已有比较成熟的实现库，这里推荐 sm-crypto[4]，目前支持SM2、SM3 和 SM4，需要注意的是，SM2 非对称加密的结果由 C1、C2、C3 三部分组成，其中 C1 是生成随机数的计算出的椭圆曲线点，C2是密文数据，C3是SM3 的摘要值，最开始的国密标准的结果是按 C1C2C3 顺序的，新标准的是按 C1C3C2 顺序存放的，sm-crypto 支持设置cipherMode，也就是 C1C2C3 的排列顺序。
以 SM2算法为例，实现如下（其他算法和详细用法可参考其官方文档）：https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/
SM2加密（encrypt）和解密（decrypt）：
// npm install sm-crypto --save
const sm2 = require('sm-crypto').sm2
// 1 - C1C3C2，0 - C1C2C3，默认为1 算法模式
const cipherMode = 1
// 获取密钥对
let keypair = sm2.generateKeyPairHex()
let publicKey = keypair.publicKey // 公钥
let privateKey = keypair.privateKey // 私钥
let msgString = "this is the data to be encrypted"
let encryptData = sm2.doEncrypt(msgString, publicKey, cipherMode) // 加密结果
let decryptData = sm2.doDecrypt(encryptData, privateKey, cipherMode) // 解密结果
console.log("encryptData: ", encryptData)
console.log("decryptData: ", decryptData)
2. python还原
- 在 Python 里面并没有比较官方的库来实现国密算法，这里仅列出了其中两个较为完善的第三方库，需要注意的是，SM1 和 SM7 算法不公开，目前大多库仅实现了 SM2、SM3、SM4 三种密算法。
若要使用 SM9 算法，可下载 gmssl-python 源码手动安装。
pip install gmssl
示例如下：
from gmssl import sm2
# 16 进制的公钥和私钥
private_key = '00B9AB0B828FF68872F21A837FC303668428DEA11DCD1B24429D0C99E24EED83D5'
public_key = 'B9C9A6E04E9C91F7BA880429273747D7EF5DDEB0BB2FF6317EB00BEF331A83081A6994B8993F3F5D6EADDDB81872266C87C018FB4162F5AF347B483E24620207'
sm2_crypt = sm2.CryptSM2(public_key=public_key, private_key=private_key)
# 待加密数据和加密后数据为 bytes 类型
data = b"this is the data to be encrypted"
enc_data = sm2_crypt.encrypt(data)
dec_data = sm2_crypt.decrypt(enc_data)
print('enc_data: ', enc_data.hex())
print('dec_data: ', dec_data)
三. 实战案例分析
1. 案例分析
- 逆向目标： 国医保障局
先发包，对各类参数进行分析
请求头参数中，初步推测有变化的是以下几个
X-Tif-Nonce: k3WPg33U
X-Tif-Paasid: undefined 不需要进行分析
X-Tif-Signature: 0cd52866692085e798ef0ae26c05f79a8761589e08fa0cd719787803ce1f64c2
X-Tif-Timestamp: 1691201261 初步推测为时间戳
X-Tingyun: c=B|4Nl_NnGbjwY;x=0b6f424553e94bc2
即请求标头部分分析三个参数
载荷部分
encData: "3DFBCA4667B978F639BB23B95DCE4CC7DCE52C499A10A562377DE69F5F324190CCD20943B4DAE96380B41164D761DE9742C84A985FE3BABC31CB352556BB87C9C1495DB24A29AB6BC3A85AB7FCA00F338EE714ACFC4C924F01CF575098AEF16755EE6C2B00989F3CBDACE061021CBD579720F6A86E9EFCBA77082625D345D5DFD130FEBBE62DBFF03225CA796232EA15C36959880C2647559E3C97B56FD4F10F"
encType: "SM4"
signData: "C9MFlzW3KIjkULauoIGe7ogtospAMs3qODpvT1ZuLDzL36ldwW7nlHSnB4ZFabX3thjoGaNQV/nMJ5gHnOXDMg=="
signType: "SM2"
timestamp: 1691201261 时间戳
即载荷部分有两个参数进行分析
预览部分（返回的参数部分）
encData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signType: "SM2"
timestamp: "1691201260062" 时间戳
即预览返回部分也许需要分析两个参数加密
那就先对请求标头参数进行逐步分析
直接全局搜索 encData 或 signData，搜索结果仅在 app.1691****.js 有，非常明显，上面还有设置 header的地方，所有参数都在这里，埋下断点，可以看到这里就是加密的地方，如下图所示：
头部参数处理
解决x-tif-nonce 和 x-tif-signature
encData参数处理
signdata处理
好吧我承认，因为感觉太复杂了，所以偷懒了，最后放一张逆向结果图
最后结果
写在最后：
本人写作水平有限,如有讲解不到位或者讲解错误的地方,还请各位大佬在评论区多多指教,共同进步.如有需要代码和讲解交流，可以加本人微信18847868809