SM4-GCM算法是怎么回事

SM4-GCM是一种对称加密算法，它结合了SM4加密算法和GCM（Galois/Counter Mode）模式。

SM4是一种对称分组密码算法，由中国密码学专家设计。它使用128位密钥和128位分组大小，支持加密和解密操作。SM4算法采用了Feistel网络结构，通过迭代轮数的加密和轮函数的运算来实现加密过程。

GCM模式是一种组合加密模式，它提供了加密、完整性验证和认证功能。GCM使用了CTR模式进行加密，并使用GMAC（Galois Message Authentication Code）算法进行完整性验证和认证。GMAC算法使用Galois域上的乘法运算和异或运算生成认证标签。

SM4-GCM算法将SM4加密算法和GCM模式结合起来，提供了同时进行加密、完整性验证和认证的功能。它使用SM4算法进行分组加密，并使用GCM模式进行完整性验证和认证。在加密过程中，GCM模式还会生成一个认证标签，用于验证数据的完整性和真实性。

需要注意的是，SM4-GCM算法在使用过程中需要保证密钥的安全性，并且使用一个唯一的随机数作为初始化向量（IV）来增加安全性。此外，对于长时间的数据传输，应该定期更换密钥和IV，以保证安全性。

相关问题

openssl 能支持算法套件 TLS_SM4_GCM_SM3 吗？

OpenSSL是一个开源的加密库，它确实支持多种加密套件，包括TLS（Transport Layer Security）协议中的一些高级算法。TLS_SM4_GCM_SM3是一个结合了SM4密码块加密算法（一种替代AES的中国国密标准算法）和Galois Counter Mode (GCM) 加密模式以及SM3哈希函数的套件名称。

SM4和SM3是中国特有的加密算法，因此它们得到了 OpenSSL 的支持，特别是在支持国密的版本中，比如OpenSSL针对Windows、Linux等平台的国密增强版。GCM是一种常用的加密模式，它提供了一种高效的安全流加密方案，同时具备认证功能。

然而，为了确认你的openssl版本是否支持TLS_SM4_GCM_SM3套件，你可以运行以下命令在你的OpenSSL安装上查看可用的加密套件列表：

openssl ciphers -v | grep 'TLS_SM4_GCM_SM3'

如果上述命令返回结果，那么说明OpenSSL在当前环境中支持该套件；如果没有匹配的结果，那么可能需要安装支持国密的特定版本或升级到支持此套件的OpenSSL版本。

Python实现sm4_GCM

在Python中，SM4是一种对称密钥加密算法，而GCM（Galois/Counter Mode）是一种常用的块密码模式，用于数据加密和认证。如果你想要在Python中实现SM4-GCM模式，通常会依赖于像`cryptography`这样的库，它提供了高级的加密支持。

首先，你需要安装`cryptography`库，如果尚未安装，可以使用pip命令：

pip install cryptography

然后你可以使用该库的`ciphers`模块中的`AES-GCM`类结合SM4算法，虽然直接SM4-GCM不是标准提供的，但是可以通过包装实现。这里是一个简化的示例：

from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms, modes
from cryptography.hazmat.backends import default_backend

def sm4_gcm_encrypt(plaintext, key, associated_data=None):
    backend = default_backend()
    sm4_cipher = Cipher(algorithms.SM4(key), modes.GCM(associated_data or b''), backend)
    encryptor = sm4_cipher.encryptor()
    
    ciphertext = encryptor.update(plaintext) + encryptor.finalize()
    tag = encryptor.tag
    return ciphertext, tag

def sm4_gcm_decrypt(ciphertext, key, tag, associated_data=None):
    backend = default_backend()
    sm4_cipher = Cipher(algorithms.SM4(key), modes.GCM(associated_data or b'', tag), backend)
    decryptor = sm4_cipher.decryptor()
    
    plaintext = decryptor.update(ciphertext) + decryptor.finalize()
    return plaintext

# 使用示例
key = b'secret_sm4_key'
plaintext = b'this is a secret message'
ciphertext, tag = sm4_gcm_encrypt(plaintext, key)

recovered_plaintext = sm4_gcm_decrypt(ciphertext, key, tag)
assert plaintext == recovered_plaintext, "Decryption failed"