SM4 - tag - 沐木

对称加密：AES 与 SM4 模式选择指南

mumu — Wed, 15 Mar 2023 00:00:00 +0000

作者：林 | 系列：密码学 | 适合读者：后端开发 / 安全工程师

一、对称加密基础

对称加密使用同一把密钥进行加密和解密。当前主流的两个分组密码算法：

属性	AES	SM4
全称	Advanced Encryption Standard	国密分组密码算法
标准	NIST FIPS 197 (2001)	GM/T 0002 (2012)
分组长度	128 bit	128 bit
密钥长度	128 / 192 / 256 bit	128 bit
轮数	10 / 12 / 14	32
结构	SPN (代换-置换网络)	非平衡 Feistel
安全性	无已知实际攻击	无已知实际攻击

两者安全性等价（AES-128 ≈ SM4），区别在于合规要求：信创项目用 SM4，其他场景用 AES。

二、加密模式：比算法本身更重要

分组密码一次只能处理一个固定长度的数据块（16 字节）。当明文超过 16 字节时，加密模式决定了如何处理多个分组。

模式选错，算法再强也白搭。

2.1 ECB：千万别用

ECB（Electronic Codebook）每个分组独立加密：

数字信封与密钥协商：SM2+SM4、ECDH、TLS

mumu — Thu, 25 May 2023 00:00:00 +0000

作者：林 | 系列：密码学 | 适合读者：后端开发 / 安全工程师

一、问题：对称密钥怎么安全传递

对称加密速度快，但面临一个核心问题：通信双方怎么共享同一把密钥？

方案	问题
线下交换	不可能每次通信都见面
明文传输密钥	等于没加密
预共享密钥	不灵活，N 方通信需要 N×(N-1)/2 个密钥

解决方案有两种：

数字信封：用非对称加密传递对称密钥
密钥协商：双方各出一部分，协商出共享密钥（不传输密钥本身）

二、数字信封

2.1 原理

        
        
        
    
发送方                                   接收方
  │                                       │
  │ 1. 随机生成对称密钥 K                   │
  │ 2. 用 K 加密业务数据：C = Enc(K, Data) │
  │ 3. 用接收方公钥加密 K：EK = Enc(PubB, K)│
  │ 4. 发送 (EK, C) ─────────────────────→│
  │                                       │
  │                 5. 用私钥解密：K = Dec(PriB, EK)
  │                 6. 用 K 解密数据：Data = Dec(K, C)
  │                                       │

好处：

国密实战（三）：SM2+SM4 数字信封完整实现（对接国企实战）

mumu — Thu, 15 Dec 2022 00:00:00 +0000

作者：林 | 系列：国密实战 | 适合读者：Java 后端/架构师

一、背景与问题

在国企、央企、政府项目的接口对接中，数据传输的安全性要求通常采用数字信封（Digital Envelope）机制：使用非对称算法加密对称密钥，再用对称密钥加密业务数据。这既保证了密钥传输的安全性，又兼顾了大数据量加密的性能。

在国密体系中，这个组合就是 SM2 + SM4：

SM4：对称加密算法，负责加密业务数据（高效）
SM2：非对称加密算法，负责加密 SM4 密钥（安全）

1.1 为什么需要数字信封？

方案	安全性	性能	适用场景
直接 SM2 加密数据	✅ 高	❌ 差（数据量受限）	小数据（如密钥）
直接 SM4 加密数据	❌ 密钥如何安全传输？	✅ 好	需要解决密钥分发问题
SM2+SM4 数字信封	✅ 高	✅ 好	大数据量 + 高安全性

SM2 加密的数据长度受限，上限明文长度约为 256 字节（受椭圆曲线参数限制）。不适合直接加密业务数据。而 SM4 虽然性能好，但密钥需要安全传输。数字信封完美结合了两者的优势。

SM2 加密数据长度计算：密文长度 = 65（C1，临时公钥点）+ 32（C3，SM3 哈希）+ n = 97 + n bytes。其中 n 为明文长度。加密 16 字节 SM4 密钥时，密文为 97 + 16 = 113 字节。