SM4 (国密) Зашифровать

A: Происхождение стандарта: SM4 — стандарт коммерческой криптографии, выпущенный Государственным управлением криптографии Китая (2012), AES — федеральный стандарт, выпущенный NIST США (2001). Длина ключа: SM4 поддерживает только 128-битные ключи, AES поддерживает 128/192/256 бит. Структура алгоритма: SM4 основан на структуре Фейстеля (32 раунда), AES основан на структуре SPN (10/12/14 раундов). Безопасность: SM4 имеет безопасность, сопоставимую с AES-128, оба с сложностью 2^128. Производительность: AES лучше работает на платформах с аппаратным ускорением, SM4 имеет сопоставимую производительность в программных реализациях. Соответствие: В критически важных секторах Китая SM4 соответствует требованиям Закона о криптографии, AES — нет. Рекомендация: Используйте SM4 для критически важных секторов в Китае, используйте AES для международных приложений.

A: Согласно Закону о криптографии Китайской Народной Республики (вступил в силу 1 января 2020 года) и соответствующим отраслевым нормативным актам: Обязательное использование: Продукты коммерческой криптографии, затрагивающие национальную безопасность, национальную экономику и жизнеобеспечение населения, и общественные интересы должны быть сертифицированы Государственным управлением криптографии и использовать национальные криптографические алгоритмы (включая SM4). Рекомендуемое использование: Критически важные секторы, такие как финансы (банки, ценные бумаги, страхование), государственное управление (электронное правительство, электронные лицензии), телекоммуникации (мобильные коммуникации, IoT), энергетика (электроэнергия, нефть) и транспорт (железные дороги, гражданская авиация). Необязательное использование: Общие коммерческие приложения и личные приложения могут выбирать самостоятельно, но использование национальных криптографических алгоритмов помогает повысить безопасность и соответствие требованиям. Примечание: Конкретные требования определяются последними законами, нормативными актами и отраслевыми стандартами.

A: Выбор SM4 128-битного ключа был основан на балансе между соображениями безопасности и производительности. Достаточная безопасность: Сложность взлома 128-битного ключа составляет 2^128 (приблизительно 3,4×10^38), что потребовало бы миллиардов лет даже с использованием всех компьютеров мира. Преимущество производительности: 128-битные ключи работают лучше, чем 256-битные ключи, с более высокой скоростью шифрования. Международный стандарт: AES-128 также является широко используемым стандартом, доказывая, что 128-битные ключи достаточно безопасны. Будущее расширение: Если в будущем потребуется более высокая безопасность, можно использовать варианты или обновлённые версии SM4. Практическое применение: Для подавляющего большинства сценариев применения 128-битный ключ SM4 уже обеспечивает достаточную безопасность.

A: Соображения совместимости: SM4 используется преимущественно в Китае с ограниченной международной поддержкой. Если приложение нуждается в интернационализации, рекомендуется поддерживать как SM4, так и AES. Подход с двойным алгоритмом: 1) Механизм согласования: Клиент и сервер согласовывают используемый алгоритм (SM4 в Китае, AES за рубежом). 2) Двойное шифрование: Используйте одновременно шифрование SM4 и AES для обеспечения дешифрования как внутри страны, так и за рубежом. 3) Идентификация алгоритма: Идентифицируйте используемый алгоритм в данных и выбирайте алгоритм на основе идентификатора при дешифровании. Поддержка библиотек: OpenSSL 1.1.1+ поддерживает SM4, GmSSL — специализированная библиотека национальных криптографических алгоритмов.

A: SM4, SM2 и SM3 — три основных компонента национальной системы криптографических алгоритмов, часто используемых вместе. SM4: Симметричный алгоритм шифрования, используется для шифрования данных, высокая скорость, подходит для больших объёмов данных. SM2: Алгоритм асимметричного шифрования и цифровой подписи, используется для обмена ключами и подписи, высокая безопасность, но более низкая скорость. SM3: Хэш-алгоритм, используется для проверки целостности данных и дайджестов сообщений. Совместное использование: Типичный рабочий процесс — использовать SM2 для обмена ключами SM4, использовать SM4 для шифрования данных, использовать SM3 для проверки целостности и использовать SM2 для подписи. Национальный криптографический набор: SM2-SM3-SM4 — полный набор национальных криптографических алгоритмов, аналогичный набору RSA-SHA256-AES. Применение: Национальные криптографические SSL-сертификаты используют набор SM2-SM3-SM4, заменяя традиционный набор RSA-SHA256-AES.

A: Стандартные тестовые векторы: Стандарт GM/T 0002-2012 предоставляет официальные тестовые векторы. Например, используя конкретные ключи и открытый текст, SM4 должен производить конкретный зашифрованный текст. Инструменты сравнения: Используйте несколько независимых реализаций (таких как OpenSSL, GmSSL, этот инструмент) для шифрования одних и тех же данных и сравнения результатов на согласованность. Проверка дешифрования: Дешифруйте сразу после шифрования для проверки возможности восстановления исходных данных. Сертифицированные продукты: При использовании для продуктов коммерческой криптографии используйте криптографические модули, сертифицированные Государственным управлением криптографии. Реализация с открытым исходным кодом: GmSSL (GitHub) — авторитетная реализация с открытым исходным кодом национальных криптографических алгоритмов и может использоваться в качестве справочника.