SM4 (国密) Cifrar y Descifrar

A: Origen del Estándar: SM4 es un estándar de criptografía comercial publicado por la Administración Estatal de Criptografía de China (2012), AES es un estándar federal publicado por el NIST de EE.UU. (2001). Longitud de Clave: SM4 solo admite claves de 128 bits, AES admite 128/192/256 bits. Estructura del Algoritmo: SM4 se basa en la estructura Feistel (32 rondas), AES se basa en la estructura SPN (10/12/14 rondas). Seguridad: SM4 tiene seguridad comparable a AES-128, ambos con complejidad 2^128. Rendimiento: AES funciona mejor en plataformas con aceleración de hardware, SM4 tiene rendimiento comparable en implementaciones de software. Cumplimiento: En los sectores críticos de China, SM4 cumple con los requisitos de la Ley de Criptografía, AES no. Recomendación: Usar SM4 para sectores críticos dentro de China, usar AES para aplicaciones internacionales.

A: Según la Ley de Criptografía de la República Popular China (vigente desde el 1 de enero de 2020) y las regulaciones industriales relacionadas: Uso Obligatorio: Los productos de criptografía comercial que involucran seguridad nacional, economía nacional y sustento del pueblo, e intereses públicos sociales deben ser certificados por la Administración Estatal de Criptografía y usar algoritmos criptográficos nacionales (incluido SM4). Uso Recomendado: Sectores críticos como finanzas (banca, valores, seguros), gobierno (e-gobierno, licencias electrónicas), telecomunicaciones (comunicaciones móviles, IoT), energía (electricidad, petróleo) y transporte (ferrocarriles, aviación civil). Uso Opcional: Las aplicaciones comerciales generales y las aplicaciones personales pueden elegir de forma independiente, pero el uso de algoritmos criptográficos nacionales ayuda a mejorar la seguridad y el cumplimiento. Nota: Los requisitos específicos están sujetos a las últimas leyes, regulaciones y estándares industriales.

A: La elección de SM4 de una clave de 128 bits se basó en equilibrar consideraciones de seguridad y rendimiento. Seguridad Suficiente: La complejidad de ruptura de una clave de 128 bits es 2^128 (aproximadamente 3.4×10^38), tomaría miles de millones de años incluso usando todas las computadoras del mundo. Ventaja de Rendimiento: Las claves de 128 bits funcionan mejor que las claves de 256 bits, con velocidades de cifrado más rápidas. Estándar Internacional: AES-128 también es un estándar ampliamente utilizado, lo que demuestra que las claves de 128 bits son suficientemente seguras. Extensión Futura: Si se necesita mayor seguridad en el futuro, se pueden usar variantes o versiones actualizadas de SM4. Aplicación Práctica: Para la gran mayoría de los escenarios de aplicación, la clave de 128 bits de SM4 ya proporciona seguridad suficiente.

A: Consideraciones de Compatibilidad: SM4 se usa principalmente en China con soporte internacional limitado. Si la aplicación necesita internacionalizarse, se recomienda admitir tanto SM4 como AES. Enfoque de Algoritmo Dual: 1) Mecanismo de Negociación: El cliente y el servidor negocian el algoritmo a usar (SM4 dentro de China, AES en el extranjero). 2) Cifrado Dual: Usar tanto el cifrado SM4 como AES simultáneamente para garantizar el descifrado tanto a nivel nacional como internacional. 3) Identificación del Algoritmo: Identificar el algoritmo usado en los datos y seleccionar el algoritmo basado en el identificador durante el descifrado. Soporte de Biblioteca: OpenSSL 1.1.1+ admite SM4, GmSSL es una biblioteca de algoritmos criptográficos nacionales especializada.

A: SM4, SM2 y SM3 son tres componentes principales del sistema de algoritmos criptográficos nacionales, que a menudo se usan juntos. SM4: Algoritmo de cifrado simétrico, usado para cifrado de datos, velocidad rápida, adecuado para grandes cantidades de datos. SM2: Algoritmo de cifrado asimétrico y firma digital, usado para intercambio de claves y firma, alta seguridad pero velocidad más lenta. SM3: Algoritmo hash, usado para verificación de integridad de datos y resúmenes de mensajes. Uso Combinado: El flujo de trabajo típico es usar SM2 para intercambiar claves SM4, usar SM4 para cifrar datos, usar SM3 para verificar la integridad y usar SM2 para firmar. Suite Criptográfica Nacional: SM2-SM3-SM4 es una suite completa de algoritmos criptográficos nacionales, similar a la suite RSA-SHA256-AES. Aplicación: Los certificados SSL de criptografía nacional usan la suite SM2-SM3-SM4, reemplazando la suite tradicional RSA-SHA256-AES.

A: Vectores de Prueba Estándar: El estándar GM/T 0002-2012 proporciona vectores de prueba oficiales. Por ejemplo, usando claves y texto plano específicos, SM4 debe producir texto cifrado específico. Herramientas de Comparación: Usar múltiples implementaciones independientes (como OpenSSL, GmSSL, esta herramienta) para cifrar los mismos datos y comparar resultados para verificar consistencia. Verificación de Descifrado: Descifrar inmediatamente después del cifrado para verificar si se pueden recuperar los datos originales. Productos Certificados: Si se usa para productos de criptografía comercial, usar módulos criptográficos certificados por la Administración Estatal de Criptografía. Implementación de Código Abierto: GmSSL (GitHub) es una implementación de código abierto autorizada de algoritmos criptográficos nacionales y puede usarse como referencia.