《基于Python的GMSSL實(shí)現(xiàn)》課程設(shè)計(jì)個(gè)人報(bào)告

一、基本信息

姓名 ：劉津甫

學(xué)號(hào) ：20165234

題目 ：GMSSL基于python的實(shí)現(xiàn)

指導(dǎo)老師 ：婁嘉鵬

完成時(shí)間 ：2019年5月6日---2019年5月26日

驗(yàn)收時(shí)間 ：2019年5月27日

小組成員 ：楊靖濤，譚笑，劉津甫

二、個(gè)人貢獻(xiàn)

1. 收集相關(guān)資料并分享（相關(guān)博客、Python教程等）

2. 學(xué)習(xí)并搭建實(shí)驗(yàn)所需環(huán)境

3. 實(shí)現(xiàn)sm4算法的加解密

三、任務(wù)內(nèi)容

1.?用Python語(yǔ)句調(diào)用gmssl以實(shí)現(xiàn)sm4

2. 實(shí)現(xiàn)用gmssl加密通信的功能

四、實(shí)踐過程

（一）學(xué)習(xí)并熟悉Python

思維導(dǎo)圖如下：

?（二）上手SM4算法

國(guó)產(chǎn)密碼算法介紹

國(guó)產(chǎn)密碼算法（國(guó)密算法）是指國(guó)家密碼局認(rèn)定的國(guó)產(chǎn)商用密碼算法，在金融領(lǐng)域目前主要使用公開的SM2、SM3、SM4三類算法，分別是非對(duì)稱算法、哈希算法和對(duì)稱算法。

SM2算法：SM2橢圓曲線公鑰密碼算法是我國(guó)自主設(shè)計(jì)的公鑰密碼算法，包括SM2-1橢圓曲線數(shù)字簽名算法，SM2-2橢圓曲線密鑰交換協(xié)議，SM2-3橢圓曲線公鑰加密算法，分別用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名密鑰協(xié)商和數(shù)據(jù)加密等功能。SM2算法與RSA算法不同的是，SM2算法是基于橢圓曲線上點(diǎn)群離散對(duì)數(shù)難題，相對(duì)于RSA算法，256位的SM2密碼強(qiáng)度已經(jīng)比2048位的RSA密碼強(qiáng)度要高。

SM3算法：SM3雜湊算法是我國(guó)自主設(shè)計(jì)的密碼雜湊算法，適用于商用密碼應(yīng)用中的數(shù)字簽名和驗(yàn)證消息認(rèn)證碼的生成與驗(yàn)證以及隨機(jī)數(shù)的生成，可滿足多種密碼應(yīng)用的安全需求。為了保證雜湊算法的安全性，其產(chǎn)生的雜湊值的長(zhǎng)度不應(yīng)太短，例如MD5輸出128比特雜湊值，輸出長(zhǎng)度太短，影響其安全性SHA-1算法的輸出長(zhǎng)度為160比特，SM3算法的輸出長(zhǎng)度為256比特，因此SM3算法的安全性要高于MD5算法和SHA-1算法。

SM4算法 ：SM4分組密碼算法是我國(guó)自主設(shè)計(jì)的分組對(duì)稱密碼算法，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密/解密運(yùn)算，以保證數(shù)據(jù)和信息的機(jī)密性。要保證一個(gè)對(duì)稱密碼算法的安全性的基本條件是其具備足夠的密鑰長(zhǎng)度，SM4算法與AES算法具有相同的密鑰長(zhǎng)度分組長(zhǎng)度128比特，因此在安全性上高于3DES算法。

完成SM4算法的代碼

            
              from
            
            
               gmssl.sm4 import CryptSM4, SM4_ENCRYPT, SM4_DECRYPT

key 
            
            = b
            
              '
            
            
              3l5butlj26hvv313
            
            
              '
            
            
              
value 
            
            = b
            
              '
            
            
              111
            
            
              '
            
            
               #  bytes類型
iv 
            
            = b
            
              '
            
            
              \x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00
            
            
              '
            
            
               #  bytes類型
crypt_sm4 
            
            =
            
               CryptSM4()


crypt_sm4.set_key(key, SM4_ENCRYPT)
encrypt_value 
            
            =
            
               crypt_sm4.crypt_ecb(value) #  bytes類型
print(
            
            
              '
            
            
              加密成功！
            
            
              '
            
            
              )
print(
            
            
              '
            
            
              加密結(jié)果為:\n
            
            
              '
            
            
              , encrypt_value)
print(
            
            
              '
            
            
              \n
            
            
              '
            
            
              )
crypt_sm4.set_key(key, SM4_DECRYPT)
decrypt_value 
            
            =
            
               crypt_sm4.crypt_ecb(encrypt_value) #  bytes類型
print(
            
            
              '
            
            
              解密成功！\n解密結(jié)果為:
            
            
              '
            
            
              , decrypt_value)
print(
            
            
              '
            
            
              \n
            
            
              '
            
            
              )
assert value 
            
            ==
            
               decrypt_value
print(
            
            
              '
            
            
              decrypt_value==value?
            
            
              '
            
            ,value ==
            
               decrypt_value)
print(
            
            
              '
            
            
              完成加解密！
            
            
              '
            
            )
          

五、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題

在安裝gmssl時(shí)遇到了如下問題：

由紅色報(bào)錯(cuò)內(nèi)容可猜測(cè)是權(quán)限問題

?

更換至管理員權(quán)限的命令行，成功解決：

六、設(shè)計(jì)體會(huì)及收獲

我負(fù)責(zé)的部分是實(shí)現(xiàn)sm4算法，中途和老師交流以后發(fā)現(xiàn)我們小組對(duì)題目理解有偏差，應(yīng)該做的是用Python語(yǔ)句調(diào)用gmssl以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。
從前兩周的探索到最終成功，從學(xué)習(xí)基本語(yǔ)言到深入理解算法再到最終實(shí)現(xiàn)自己負(fù)責(zé)的板塊，收獲很大，同時(shí)也要感謝老師和隊(duì)友整個(gè)過程的幫助！

七、課程設(shè)計(jì)參考資料

• 通過git上傳本地代碼到碼云倉(cāng)庫(kù)

• git命令行的使用

• 國(guó)密算法概述

• python開發(fā)環(huán)境的搭建

• 國(guó)密算法學(xué)習(xí)整理

• 關(guān)于國(guó)密算法 SM1，SM2，SM3，SM4 的筆記

• GMSSL安裝與使用

• 國(guó)密工具箱

• pyOpenssl簡(jiǎn)介

• 基于Python和GMSSL實(shí)現(xiàn)的SSL網(wǎng)絡(luò)通信