关注微信公众号：爬虫K哥，QQ交流群：808574309，继续分享高级爬虫、JS/Android逆向等技术干货！【01x00】简介国密是国家密码管理局认可的国产加密算法。爬虫工程师在做JS逆向时，会遇到各种加密算法，其中RSA、AES、SHA等算法最为常见。算法都是国外的，在K哥之前的文章中也介绍过：《【爬虫知识】爬虫常见加密解密算法》其实从2010年开始，中国国家密码管理局就陆续发布了一系列国产加密算法，包括SM1和SM2、SM3、SM4、SM7、SM9、ZUC（祖冲的加密算法）等，SM代表商业机密，即商业加密，是指用于商业的加密技术，不涉及国家机密。SM1和SM7的算法没有公开，其余算法已经成为ISO/IEC国际标准。在这些国产加密算法中，SM2、SM3、SM4这三种加密算法是比较常见的。在爬一些gov网站的时候也可能会遇到这些算法，所以作为一个爬虫工程师，了解这些算法是很有必要的。如下图，某政府网站使用SM2和SM4加密算法：【02x00】算法概述算法名称算法类别应用领域特点SM1对称（组）加密算法芯片组长度和密钥长度均为128位SM2非对称（数据encryptionbasedonellipticcurve(ECC)加密算法ECCellipticcurvecryptographymechanism256bits，比RSA更快的处理速度和更少的消耗SM3散列（hash）函数算法完整性校验安全性和效率等同于SHA-256，压缩功能更多复杂的SM4对称（组）加密算法数据加密与局域网乘积组长，密钥长度为128位，计算轮数较多SM7对称（组）加密算法非接触式IC卡组长，密钥长度为128位SM9IdentityEncryptionAlgorithm(IBE)端到端离线安全通信加密强度相当于3072位密钥RSA加密算法orithmZUC对称（串口）加密算法移动通信4G网络流密码[03x00]算法详解[03x01]SM1包加密算法SM1是块加密算法，对称加密，块长和密钥长度都是128位，所以在加密和解密一个消息，如果消息长度太长，需要分组，如果消息长度不够，需要填充。算法的安全保密强度和相关软硬件性能等同于AES。算法不公开，仅以IP核的形式存在于芯片中。调用算法时，需要通过加密芯片的接口调用。该算法已开发。系列芯片、智能IC卡、智能密码钥匙、加密卡、加密机等安全产品广泛应用于电子政务、电子商务和国民经济的各个应用领域（包括国家政务通信、警务等重要领域沟通）。很少有人知道，爬虫工程师也不会遇到这种加密算法。[03x02]SM2椭圆曲线公钥加密算法SM2是一种椭圆曲线（ECC）公钥加密算法，非对称加密，SM2算法和RSA算法都是公钥加密算法，SM2算法是一种比较先进和安全的算法，在它用于替代我国商业加密系统中的RSA算法，在很多政府网站上都可以看到这类加密算法。我国学者从20世纪80年代开始研究椭圆曲线密码学，并取得了很多成果。SM2椭圆曲线公钥密码算法与RSA算法相比有以下优点：SM2RSA安全性256位SM2强度已超过RSA-2048通用算法基本结构椭圆曲线（ECC）基于特殊可逆模幂计算复杂度全指数子-指数存储空间（密钥长度）192-256bit2048-4096bit秘钥生成速度比RSA算法快一百多倍解密较慢速度一般较快[03x03]SM3哈希算法SM3是一种密码哈希算法，采用密码哈希（hash）函数标准，用于替代MD5/SHA-1/SHA-2等国际算法。它是在SHA-256的基础上改进实现的一种算法，消息组长度为512位，摘要值长度为256位，其中使用了异或、取模、模加、移位、与、或，和非操作，它由填充、迭代过程、消息扩展和压缩功能组成。在商用密码系统中，SM3主要用于数字签名与验证、消息认证码生成与验证、随机数生成等，根据国家密码管理局的说法，其安全性和效率高于MD5算法和SHA-1算法，它相当于SHA-256。【03x04】SM4数据包加密算法SM4是无线局域网标准数据包加密算法，对称加密，用于替代DES/AES等国际算法，SM4算法和AES算法密钥长度和数据包长度相同，都是128位，因此，在对消息进行加解密时，如果消息长度过长，需要进行分组，如果消息长度不够，则需要进行填充。加密算法和密钥扩展算法均采用32轮非线性迭代结构，解密算法与加密算法结构相同，只是轮密钥的使用顺序相反，解密轮密钥是加密轮密钥的逆序。SM4DESAES计算轮数3216（3DES为16*3）10/12/14密码组件S-box、非线性变换、线性变换、合成变换标准算术逻辑运算，先替换再置换，不包括线性变换S-box、行移位变换、列混合变换、加圆键变换（AddRoundKey）[03x05]SM7块加密算法SM7是一种块加密算法，对称加密，算法不公开，应用包括身份识别应用（非接触式IC卡、门禁卡、工作证、参展证件等）、票务应用（大型活动门票、展会门票等）、支付及卡类应用（积分消费卡、校园卡、企业卡等）。爬虫工程师基本上不会遇到这样的算法。[03x06]SM9身份加密算法SM9是基于身份的密码学（Identity-BasedCryptography），非对称加密，身份加密利用用户的身份（如微信ID、邮箱、手机号、QQ号等）作为公钥，省略了交换数字证书和公钥的过程，使安全系统易于部署和管理，适用于互联网应用的各种新兴应用的安全保障，如基于云的密码服务、电子邮件安全、智能终端防护、物联网安全、云存储安全等。这些安全应用可以使用手机号码或邮箱地址作为公钥，实现数据加密、身份认证、通话加密、信道加密等。在商业加密中系统中，SM9主要用于用户身份认证。据新华网公开报道，SM9的加密强度相当于3072位密钥的RSA加密算法。【03x07】ZUC祖冲之算法ZUC是一种对称加密的流密码算法。该保密算法可应用于3GPPLTE通信中的加密和解密。该算法包括祖冲之算法（ZUC）、保密算法（128-EEA3）和完全性算法（128-EIA3）三部分。已被国际组织3GPP推荐为第三套4G无线通信国际加密和完整性标准的候选算法。【04x00】编程语言实现【04x01】Python语言实现Python中没有官方库实现国密算法。这里只介绍两个比较完善的第三方库。需要注意的是，SM1和SM7算法并不公开，目前大多数库只实现了三种密码算法：SM2、SM3和SM4。snowland-smx-python:https://gitee.com/snowlandltd...gmssl:https://github.com/duanhongyi...gmssl-python:https://github.com/gongxian-d...其中，gmssl-python是gmssl的改进版，gmssl-python增加了对SM9算法的支持，但是截至发稿，gmssl-python还没有发布pypi，也没有PR到gmssl，安装gmssl使用pipinstallgmssl不支持SM9算法。如果想使用SM9算法，可以下载gmssl-python源码，手动安装。以gmssl的SM2算法为例，实现如下（其他算法及详细用法请参考其官方文档）：SM2加密（encrypt）和解密（decrypt）：fromgmsslimportsm2#16进制公钥andprivatekeyprivate_key='00B9AB0B828FF68872F21A837FC303668428DEA11DCD1B24429D0C99E24EED83D5'public_key='B9C9A6E04E9C91F7BA880429273747D7EF5DDEB0BB2FF6317EB00BEF331A83081A6994B8993F3F5D6EADDDB81872266C87C018FB4162F5AF347B483E24620207'sm2_crypt=sm2.CryptSM2(public_key=public_key,private_key=private_key)#待加密数据和加密后数据为bytes类型data=b"thisisthedatatobeencrypted"enc_data=sm2_crypt.encrypt(data)dec_data=sm2_crypt.decrypt(enc_data)print('enc_data:',enc_data.hex())print('dec_data:',dec_data)#enc_data:3cb96dd2e0b6c24df8e22a5da3951d061a6ee6ce99f46a446426feca83e501073288b1553ca8d91fad79054e26696a27c982492466dafb5ed06a573fb09947f2aed8dfae243b095ab88115c584bb6f0814efe2f338a00de42b244c99698e81c7913c1d82b7609557677a36681dd10b646229350ad0261b51ca5ed6030d660947#dec_data:b'这是要加密的数据'SM2签名（sign）和验证（verify）：fromgmsslimportsm2,func#16进制的公钥和私钥private_key='00B9AB0B828FF68872F21A837FC303668428DEA11DCD1B24429D0C99E24EED83D5'public_key='B9C9A6E04E9C91F7BA880429273747D7EF5DDEB0BB2FF6317EB00BEF331A83081A6994B8993F3F5D6EADDDB81872266C87C018FB4162F5AF347B483E24620207'sm2_crypt=sm2.CryptSM2(public_key=public_key,private_key=private_key)#待签名数据为bytes类型data=b"thisisthedatatobesigned"random_hex_str=func.random_hex(sm2_crypt.para_len)#hexadecimalsign=sm2_crypt.sign(data,random_hex_str)verify=sm2_crypt.verify(sign,data)print('sign:',sign)print('verify:',verify)#sign:45cfe5306b1a87cf5d0034ef6712babdd1d98547e75bcf89a17f3bcb617150a3f111ab05597601bab8c41e2b980754b74ebe9a169a59db37d549569910ae273a#verify:True【04x02】JavaScript语言实现在JavaScript中已有比较成熟的实现库，这里推荐sm-crypto，目前支持SM2、SM3和SM4，需要注意WhatisinterestingisthattheresultofSM2asymmetricencryptionconsistsofthreeparts:C1,C2,andC3,whereC1isthecalculatedellipticcurvepointforgeneratingrandomnumbers,C2istheciphertextdata,andC3isthesummaryvalueofSM3.TheresultsoftheencryptionstandardarestoredintheorderofC1C2C3,andthenewstandardisstoredintheorderofC1C3C2.sm-cryptosupportssettingcipherMode,whichisC1C2C3排序sm-crypto:https://www.npmjs.com/package...以SM2算法为例，实现如下（其他算法及详细用法请参考其官方文档）：SM2加密（encrypt）和解密（decrypt）：constsm2=require('sm-crypto').sm2//1-C1C3C2,0-C1C2C3,defaultis1constcipherMode=1//获取密钥对letkeypair=sm2.generateKeyPairHex()letpublicKey=keypair.publicKey//公钥letprivateKey=keypair.privateKey//私钥letmsgString="这是要加密的数据"letencryptData=sm2.doEncrypt(msgString,publicKey,cipherMode)//加密结果letdecryptData=sm2.doDecrypt(encryptData,privateKey,cipherMode)//解密结果console.log("encryptData:",encryptData)console.log("decryptData:",decryptData)//encryptData:ddf261103fae06d0efe20ea0fe0d82bcc170e8efd8eeae24e9559b3835993f0ed2acb8ba6782fc21941ee74ca453d77664a5cb7dbb91517e6a3b0c27db7ce587ae7af54f8df48d7fa822b7062e2af66c112aa57de94d12ba28e5ba96bf4439d299b41da4a5282d054696adc64156d248049d1eb1d0af28d76b542fe8a95d427e//解密数据：这是要加密的数据SM2签名（sign）并校验（verify）：constsm2=require('sm-crypto').sm2//获取密钥对letkeypair=sm2.generateKeyPairHex()letpublicKey=keypair.publicKey//公钥letprivateKey=keypair.privateKey//私钥//纯签名+生成Elliptic曲线点letmsgString="thisisthedatatobesigned"letsigValueHex=sm2.doSignature(msgString,privateKey)//signatureletverifyResult=sm2.doVerifySignature(msgString,sigValueHex,publicKey)//签名校验结果console.log("sigValueHex:",sigValueHex)console.log("verifyResult:",verifyResult)//sigValueHex:924cbb9f2b5adb554ef77129ff1e3a00b2da42017ad3ec2f806d824a77646987ba8c8c4fb94576c38bc11ae69cc98ebbb40b5d47715171ec7dcea913dfc6ccc1//verifyResult:true【04x03】其他语言实现以及参考资料Java语言实现：https://github.com/bcgit/bc-c...https://github.com/xjfuuu/SM2...Go语言实现：https://github.com/tjfoc/gmsm开源国密算法工具箱：http://gmssl.org/国密算法源码下载：http://www.scctc.org.cn/templ...国家密码管理局：https://www.sca.gov.cn/密码标准化委员会：http://www.gmbz.org.cn/【05x00】附录：GM/T密码行业标准GM/T0001.1-2012：祖冲之时序密码算法：第1部分：算法说明GM/T0001.2-2012：祖冲之序贯密码算法：第2部分：基于祖冲之算法的机密性算法GM/T0001.3-2012：祖冲之序贯密码算法：第3部分：基于祖冲之算法的完整性算法GM/T0003.1-2012：SM2椭圆曲线公钥密码算法第1部分：通用GM/T0003.2-2012：SM2椭圆曲线公钥密码算法第2部分：数字签名算法GM/T0003.3-2012：SM2椭圆曲线公钥密码算法第3部分：密码密钥交换协议GM/T0003.4-2012:SM2EllipticCurvePublicKeyCryptographyAlgorithmPart4:PublicKeyCryptographyAlgorithmGM/T0003.5-2012:SM2EllipticCurvePublicKeyCryptographyAlgorithmPart5:ParameterDefinitionGM/T0004-2012:SM3密码哈希AlgorithmGM/T0002-2012:SM4BlockCipherAlgorithmGM/T0044.1-2016:SM9IdentificationCryptographicAlgorithmPart1:GeneralGM/T0044.2-2016:SM9IdentificationCryptographicAlgorithmPart2:数字签名atureAlgorithmGM/T0044.3-2016:SM9身份密码算法第3部分：密钥交换协议GM/T0044.4-2016:SM9身份密码算法第4部分：密钥封装机制和公钥加密算法GM/T0044.5-2016：SM9身份密码算法第5部分：参数定义
