SM2 (国密) 加密解密

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使用指南

关于 SM2

SM2 是中国国家椭圆曲线密码（ECC）标准，规范编号 GM/T 0003-2012，由国家密码管理局（OSCCA）于 2010 年发布。SM2 基于 256 位椭圆曲线，采用自定义曲线参数，安全性等同于 RSA-3072，但密钥更短、运算更快。SM2 定义了三项功能：非对称加密、数字签名和密钥交换。本工具实现加密功能——用公钥加密、用私钥解密，与 RSA 的概念模型相同。

国家标准强制要求：《密码法》（2020）规定，涉及国家安全、关键信息基础设施和公共金融服务的系统必须使用商用密码算法。如果您的系统需要符合中国合规要求（银行、政府、关键基础设施），SM2 是法规要求而非可选项。

使用步骤

SM2 加密和解密操作步骤如下：

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1. 选择密文格式选择 C1C3C2（新标准，推荐）或 C1C2C3（旧标准，仅用于向后兼容）
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2. 生成密钥对点击「生成密钥对」，生成 128 字符十六进制公钥和 64 字符十六进制私钥
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3. 保存密钥复制并妥善保存公钥（128 字符十六进制）和私钥（64 字符十六进制）——私钥一旦丢失无法恢复
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4. 加密粘贴公钥，输入明文，点击「加密」——输出为 Base64 编码的密文
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5. 解密粘贴私钥，粘贴 Base64 密文，点击「解密」——还原原始明文
隐私保护：所有 SM2 运算均在浏览器本地完成，数据不会上传服务器，完全离线处理。

密文格式：C1C3C2 与 C1C2C3

SM2 密文由三个分量按特定顺序排列组成：

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C1临时公钥点——64 字节（加密时使用的随机椭圆曲线点的 x、y 坐标）
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C2密文主体——长度与明文相同，通过与 C1 派生的密钥流进行异或运算产生
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C3哈希摘要——32 字节（明文和密钥材料的 SM3 哈希，用于完整性验证）
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C1C3C2（新标准）顺序：临时密钥 → 哈希 → 密文。由更新后的 GM/T 0003.4-2012 标准规定。推荐所有新实现使用此格式。
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C1C2C3（旧标准）顺序：临时密钥 → 密文 → 哈希。早期版本使用的原始排列顺序，仅在与旧系统互操作时使用。
格式不匹配风险：加密和解密必须使用相同的密文格式。若加密使用 C1C3C2 而解密使用 C1C2C3（反之亦然），解密将失败或输出乱码。与对方系统交换密文前，务必确认所用格式。

密钥格式

SM2 使用原始十六进制字符串作为密钥，而非 RSA 的 PEM 证书格式。了解密钥格式可避免常见的集成错误：

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公钥（128 字符十六进制）64 字节，表示 SM2 曲线上某点的 x、y 坐标，以 x‖y 方式拼接。本工具的格式不包含「04」未压缩点前缀。
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私钥（64 字符十六进制）32 字节，表示私有标量 d。务必妥善保管——这是解密由对应公钥加密数据的唯一方式。
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无 PEM/DER 封装中国生态中 SM2 密钥通常以纯十六进制字符串传递，与使用 Base64 编码 PEM 头的 RSA 密钥不同。
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互操作注意事项部分 SM2 库（如支持 SM2 的 OpenSSL）以 DER/PEM 格式编码密钥。请使用密码库提供的工具在格式之间进行转换。
密钥长度速查：公钥 = 128 个十六进制字符（64 字节）；私钥 = 64 个十六进制字符（32 字节）。如果您的密钥长度不符，可能包含「04」前缀或使用了不同编码，请相应去除或转换。

常见问题

Q: SM2 和 RSA 有什么区别？

A: SM2 和 RSA 同为非对称算法：用公钥加密、用私钥解密。主要区别如下：数学基础：RSA 依赖大整数分解；SM2 依赖椭圆曲线离散对数。密钥长度：SM2 使用 256 位密钥，安全性等同于 RSA-3072，密钥和密文更短。性能：在相同安全级别下，SM2 的密钥生成和加解密运算均快于 RSA。合规性：SM2 是中国法规要求；RSA 是国际标准。选择建议：需符合中国密码法规的系统使用 SM2；需国际互操作的系统使用 RSA 或标准 ECC（P-256）。

Q: 什么情况下必须使用 SM2 而非 RSA 或 ECC？

A: 中国《密码法》（2020）及相关配套规定要求，涉及国家安全、关键信息基础设施和公众金融服务的系统必须使用商用密码算法。具体场景包括：政务系统——所有电子政务平台和认证系统。金融机构——中国人民银行要求境内银行核心系统使用 SM2/SM3/SM4。电子发票与许可证——国家税务总局等机构强制要求。跨境项目注意：如果系统面向国际运营且无需满足中国合规要求，建议使用标准 RSA 或 ECDSA（P-256），以获得更广泛的库支持和互操作性。

Q: 为什么使用正确的私钥仍然解密失败？

A: 最常见的原因是密文格式不匹配：密文用 C1C3C2 加密，却用 C1C2C3 模式解密（反之亦然）。请务必与加密方确认所用格式。其他原因包括：密文截断——SM2 密文最小为 97 字节（C1：64 字节 + C3：32 字节 + 至少 1 字节 C2），若 Base64 字符串过短，说明密文已损坏或被截断。密钥不对应——私钥与加密时使用的公钥不匹配。编码差异——部分系统在 C1 分量前添加「04」字节前缀，请确保双方对是否包含该前缀达成一致。

Q: SM2 是否安全？与标准 ECC（P-256）相比如何？

A: SM2 的 256 位密钥提供约等同于 RSA-3072 的安全强度，远超当前推荐的最低要求（RSA-2048）。与 NIST P-256 相比：两者均提供相近的 128 位安全级别。SM2 曲线使用 OSCCA 自定义的域参数，而非 NIST 参数。密码学评估：目前没有已知的针对 SM2 曲线的实际攻击。独立研究人员审查了曲线参数，未发现后门迹象，但其公开审查程度不及 NIST 曲线。实用注意：SM2 在中国以外的生态系统中支持有限——国际库（OpenSSL、BouncyCastle）支持 SM2，但大多数云服务商和浏览器不原生支持基于 SM2 的 TLS。国际场景请优先使用标准 ECC（P-256）。

Q: 本工具能否进行 SM2 数字签名？

A: 本工具仅实现 SM2 加密/解密功能。SM2 标准还定义了数字签名方案（类似 ECDSA）和密钥交换协议，但这些功能不在本工具范围内。如需签名和验签，请使用专门的 SM2 签名库。在中国合规场景中，SM2 数字签名通常与 SM3（国家哈希算法）和 SM4（国家对称密码）组合使用，构成完整的商用密码算法套件。

使用场景

推荐：政务系统身份认证

中国电子政务平台和公共服务系统依法须使用商用密码算法。SM2 用于身份认证、安全信道建立和官方文档的数字签名。若您构建的系统需要对接政府 API、处理公民身份数据或签发官方电子凭证，SM2 是法规强制要求而非可选项。搭配 SM3 用于哈希计算，搭配 SM4 用于对称加密，可构成完整合规的商用密码套件。

推荐配置：
  • ✅ SM2（政务系统强制要求）
  • ✅ SM2 + SM3 + SM4（完整商用密码套件）
  • ❌ 仅使用 RSA 或 ECC 无法满足中国监管要求
  • 💡 确认您的证书颁发机构支持 SM2 证书
推荐：金融机构交易加密

中国人民银行要求境内银行核心系统、支付平台和金融基础设施使用 SM2/SM3/SM4。SM2 用于加密敏感交易数据、保护卡片信息和保障银行间通信安全。境内网银应用、移动支付 SDK 和 POS 终端固件均须依法实现 SM2。即便是在华运营的外资银行，处理受中国金融法规监管的交易时也须合规。

推荐配置：
  • ✅ SM2（中国人民银行监管的金融系统强制要求）
  • ✅ 使用 C1C3C2 格式（现行标准）
  • 💡 与银行对接方确认密文格式和密钥编码格式
  • ❌ 在人行监管系统中 RSA 不能作为唯一算法
推荐：电子发票与官方许可证

中国电子发票系统、电子营业执照以及政府机构签发的数字证书均使用 SM2 进行签名和加密。纳税人系统、发票核验平台和全国企业信用信息公示系统依赖 SM2 保障官方文档的真实性和完整性。若您的系统需要对接这些平台——例如构建与国家税务总局发票系统交互的 ERP 系统——密码实现必须使用 SM2。

推荐配置：
  • ✅ SM2 用于文档签名和加密
  • ✅ SM3 用于签名内容的摘要计算
  • 💡 使用 CFCA 认证 CA 签发的 SM2 证书
  • ❌ 标准 TLS 证书（RSA/ECDSA）不满足受监管文档签名要求
推荐：关键基础设施安全通信

被认定为关键信息基础设施（CII）的电网、水务、交通网络和电信运营商须使用国家密码标准。SM2 用于设备认证、安全指令传输和运营人员身份验证。根据《网络安全法》及相关行业法规，在中国部署的工业控制系统（ICS/SCADA）同样须满足上述要求。

推荐配置：
  • ✅ SM2 用于设备和运营人员认证
  • ✅ SM4 用于大数据量加密（比 SM2 更高效）
  • 💡 实施证书轮换和密钥生命周期管理
  • 💡 参阅 OSCCA 针对具体行业的指导规范
不推荐：国际或跨境项目

如果您的系统面向国际运营或需要与非中国合作方互操作，SM2 并非合适的选择。大多数国际库、浏览器、云服务商和硬件安全模块（HSM）不原生支持 SM2，生态系统支持有限会带来互操作困难和集成成本。国际项目请使用 RSA-2048/4096 或标准 ECC（P-256/P-384）。若系统需同时服务中国和国际场景，建议采用分层架构——面向中国的组件使用 SM2，面向国际的组件使用标准算法。

推荐配置：
  • ✅ RSA-2048 或 RSA-4096（国际标准）
  • ✅ ECC P-256 / P-384（现代国际标准）
  • ❌ SM2 在中国生态系统之外支持极为有限
  • 💡 双区域系统：中国侧使用 SM2，国际侧使用 RSA/ECC

最佳实践建议

  • 仅在需要满足中国合规要求（《密码法》、人行规定、政府标准）时使用 SM2。纯国际系统使用 RSA 或标准 ECC，生态系统支持更完善。
  • 新实现始终使用 C1C3C2 格式。C1C2C3 仅用于与旧系统的向后兼容。
  • 私钥的保管与密码同等重要：加密存储、禁止日志记录、定期轮换。
  • 将 SM2（加密）与 SM3（哈希）和 SM4（对称加密）组合使用，构成大多数中国法规要求的完整商用密码套件。
  • 与集成方交换密钥或密文前，务必确认密钥编码格式（十六进制 vs PEM/DER，是否含「04」前缀）。

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