【国产化】国密算法SM1、SM2、SM3、SM4、SM9

一、国密算法简介

国密算法，全称为国家密码管理局发布的密码算法，是我国自主研发的一系列密码算法。这些算法包括：SM1、SM2、SM3、SM4和SM9。这些算法在信息安全领域具有重要的应用价值，广泛应用于金融、政务、电信等领域。

二、SM1加密算法

1. SM1加密算法简介

SM1加密算法是一种对称加密算法，主要用于数据加密。它采用了分组密码的加密模式，支持128位、192位和256位密钥。SM1算法的安全性较高，能够抵抗各种攻击手段。

2. SM1加密算法原理

SM1加密算法的核心是Feistel网络结构，通过多次迭代，将明文数据进行加密。在每次迭代过程中，会进行轮函数F的作用，轮函数F由线性变换和非线性变换组成。线性变换采用异或操作，非线性变换采用模加操作。

3. SM1加密算法应用

SM1加密算法广泛应用于金融、政务、电信等领域的数据加密。例如，在中国银行业的IC卡应用中，就采用了SM1加密算法对敏感数据进行保护。

三、SM2非对称加密算法

1. SM2非对称加密算法简介

SM2非对称加密算法是一种基于椭圆曲线密码的非对称加密算法，支持密钥长度为256位。SM2算法具有较高的安全性和计算效率，适用于数字签名、密钥交换等应用场景。

2. SM2非对称加密算法原理

SM2非对称加密算法基于椭圆曲线密码体制，主要包括以下几个方面：

• 定义了椭圆曲线上点的加法和倍点运算；
• 定义了椭圆曲线上的点到基点的映射关系；
• 定义了椭圆曲线上的离散对数问题；
• 定义了椭圆曲线上的密钥生成和密钥交换协议；
• 定义了椭圆曲线上的签名和验证协议。

3. SM2非对称加密算法应用

SM2非对称加密算法在金融、政务、电信等领域有广泛的应用。例如，在中国的数字签名标准中，就采用了SM2非对称加密算法作为数字签名的基础。

四、SM3哈希算法

1. SM3哈希算法简介

SM3哈希算法是一种密码学哈希函数，用于生成数据的摘要信息。它采用了Merkle-Damgård结构，支持256位输入和输出。SM3算法具有较高的安全性和抗碰撞性，适用于数字签名、数据完整性校验等应用场景。

2. SM3哈希算法原理

SM3哈希算法的核心是Merkle-Damgård结构，通过多轮处理，将输入数据转换为固定长度的摘要信息。在每轮处理过程中，会进行消息扩展和压缩函数的处理。消息扩展是将输入数据扩展到合适的长度，压缩函数是将扩展后的数据进行处理，生成摘要信息。

3. SM3哈希算法应用

SM3哈希算法在金融、政务、电信等领域有广泛的应用。例如，在中国的数字签名标准中，就采用了SM3哈希算法作为数据完整性校验的基础。

五、SM4对称加密算法

1. SM4对称加密算法简介

SM4对称加密算法是一种基于分组密码的对称加密算法，支持128位密钥。SM4算法具有较高的安全性和计算效率，适用于数据加密、解密等应用场景。

2. SM4对称加密算法原理

SM4对称加密算法的核心是Feistel网络结构，通过多次迭代，将明文数据进行加密。在每次迭代过程中，会进行轮函数F的作用，轮函数F由线性变换和非线性变换组成。线性变换采用异或操作，非线性变换采用模加操作。

3. SM4对称加密算法应用

SM4对称加密算法在金融、政务、电信等领域有广泛的应用。例如，在中国的移动支付、网上银行等场景中，就采用了SM4对称加密算法对敏感数据进行保护。

六、SM9标识密码算法

1. SM9标识密码算法简介

SM9标识密码算法是一种基于身份的密码方案，主要用于身份认证和密钥协商。它采用了双线性对等数学工具，支持1024位和2048位密钥。SM9算法具有较高的安全性和计算效率，适用于物联网、云计算等应用场景。

2. SM9标识密码算法原理

SM9标识密码算法的核心是双线性对等数学工具，主要包括以下几个方面：

• 定义了双线性对运算；
• 定义了群运算；
• 定义了身份标识和公钥生成；
• 定义了密钥协商协议；
• 定义了身份认证协议。

3. SM9标识密码算法应用

SM9标识密码算法在物联网、云计算等领域有广泛的应用。例如，在中国的智能家居、智能交通等场景中，就采用了SM9标识密码算法进行身份认证和密钥协商。