SM4 (国密) Verschlüsseln

A: Standardursprung: SM4 ist ein kommerzieller Kryptographiestandard, der von der chinesischen Staatlichen Kryptographieverwaltung (2012) veröffentlicht wurde, AES ist ein Bundesstandard, der vom US-amerikanischen NIST (2001) veröffentlicht wurde. Schlüssellänge: SM4 unterstützt nur 128-Bit-Schlüssel, AES unterstützt 128/192/256 Bit. Algorithmusstruktur: SM4 basiert auf der Feistel-Struktur (32 Runden), AES basiert auf der SPN-Struktur (10/12/14 Runden). Sicherheit: SM4 hat eine vergleichbare Sicherheit wie AES-128, beide mit 2^128 Komplexität. Leistung: AES schneidet auf Plattformen mit Hardware-Beschleunigung besser ab, SM4 hat in Software-Implementierungen vergleichbare Leistung. Compliance: In Chinas kritischen Sektoren entspricht SM4 den Anforderungen des Kryptographiegesetzes, AES nicht. Empfehlung: SM4 für kritische Sektoren in China verwenden, AES für internationale Anwendungen.

A: Gemäß dem Kryptographiegesetz der Volksrepublik China (in Kraft seit 1. Januar 2020) und verwandten Branchenvorschriften: Obligatorische Verwendung: Kommerzielle Kryptographieprodukte, die nationale Sicherheit, nationale Wirtschaft und den Lebensunterhalt der Menschen sowie soziale öffentliche Interessen betreffen, müssen von der Staatlichen Kryptographieverwaltung zertifiziert sein und nationale Kryptographiealgorithmen (einschließlich SM4) verwenden. Empfohlene Verwendung: Kritische Sektoren wie Finanzen (Bankwesen, Wertpapiere, Versicherungen), Regierung (E-Government, elektronische Lizenzen), Telekommunikation (mobile Kommunikation, IoT), Energie (Strom, Erdöl) und Transport (Eisenbahnen, Zivilluftfahrt). Optionale Verwendung: Allgemeine kommerzielle Anwendungen und persönliche Anwendungen können unabhängig wählen, aber die Verwendung nationaler Kryptographiealgorithmen hilft, Sicherheit und Compliance zu verbessern. Hinweis: Spezifische Anforderungen unterliegen den neuesten Gesetzen, Vorschriften und Branchenstandards.

A: SM4s Wahl eines 128-Bit-Schlüssels basierte auf dem Ausgleich von Sicherheits- und Leistungsüberlegungen. Ausreichende Sicherheit: Die Brechkomplexität eines 128-Bit-Schlüssels beträgt 2^128 (ungefähr 3,4×10^38), würde selbst mit allen Computern weltweit Milliarden von Jahren dauern. Leistungsvorteil: 128-Bit-Schlüssel schneiden besser ab als 256-Bit-Schlüssel, mit schnelleren Verschlüsselungsgeschwindigkeiten. Internationaler Standard: AES-128 ist ebenfalls ein weit verbreiteter Standard, der beweist, dass 128-Bit-Schlüssel ausreichend sicher sind. Zukünftige Erweiterung: Wenn in Zukunft höhere Sicherheit benötigt wird, können Varianten oder aktualisierte Versionen von SM4 verwendet werden. Praktische Anwendung: Für die überwiegende Mehrheit der Anwendungsszenarien bietet SM4s 128-Bit-Schlüssel bereits ausreichende Sicherheit.

A: Kompatibilitätsüberlegungen: SM4 wird hauptsächlich in China verwendet und hat begrenzte internationale Unterstützung. Wenn die Anwendung internationalisiert werden muss, wird empfohlen, sowohl SM4 als auch AES zu unterstützen. Dualer Algorithmusansatz: 1) Verhandlungsmechanismus: Client und Server verhandeln den zu verwendenden Algorithmus (SM4 in China, AES im Ausland). 2) Duale Verschlüsselung: Sowohl SM4- als auch AES-Verschlüsselung gleichzeitig verwenden, um Entschlüsselung sowohl im Inland als auch international zu gewährleisten. 3) Algorithmusidentifikation: Den in den Daten verwendeten Algorithmus identifizieren und bei der Entschlüsselung den Algorithmus basierend auf dem Bezeichner auswählen. Bibliotheksunterstützung: OpenSSL 1.1.1+ unterstützt SM4, GmSSL ist eine spezialisierte nationale Kryptographiealgorithmusbibliothek.

A: SM4, SM2 und SM3 sind drei Kernkomponenten des nationalen Kryptographiealgorithmussystems, die oft zusammen verwendet werden. SM4: Symmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus, für Datenverschlüsselung verwendet, schnelle Geschwindigkeit, geeignet für große Datenmengen. SM2: Asymmetrischer Verschlüsselungs- und digitaler Signaturalgorithmus, für Schlüsselaustausch und Signierung verwendet, hohe Sicherheit aber langsamere Geschwindigkeit. SM3: Hash-Algorithmus, für Datenintegritätsprüfung und Nachrichtendigests verwendet. Kombinierte Verwendung: Typischer Workflow ist die Verwendung von SM2 zum Austausch von SM4-Schlüsseln, SM4 zur Datenverschlüsselung, SM3 zur Integritätsprüfung und SM2 zur Signierung. Nationales Kryptographie-Suite: SM2-SM3-SM4 ist eine vollständige nationale Kryptographiealgorithmus-Suite, ähnlich der RSA-SHA256-AES-Suite. Anwendung: Nationale Kryptographie-SSL-Zertifikate verwenden die SM2-SM3-SM4-Suite und ersetzen die traditionelle RSA-SHA256-AES-Suite.

A: Standard-Testvektoren: Der GM/T 0002-2012-Standard bietet offizielle Testvektoren. Zum Beispiel sollte SM4 mit bestimmten Schlüsseln und Klartext spezifischen Chiffretext erzeugen. Vergleichstools: Mehrere unabhängige Implementierungen (wie OpenSSL, GmSSL, dieses Tool) verwenden, um dieselben Daten zu verschlüsseln und Ergebnisse auf Konsistenz zu vergleichen. Entschlüsselungsverifizierung: Sofort nach der Verschlüsselung entschlüsseln, um zu prüfen, ob die Originaldaten wiederhergestellt werden können. Zertifizierte Produkte: Wenn für kommerzielle Kryptographieprodukte verwendet, kryptographische Module verwenden, die von der Staatlichen Kryptographieverwaltung zertifiziert sind. Open-Source-Implementierung: GmSSL (GitHub) ist eine maßgebliche Open-Source-Implementierung nationaler Kryptographiealgorithmen und kann als Referenz verwendet werden.