sm2加密解密物联网

### SM2加密解密技术在物联网中的应用

#### 背景介绍
SM2是一种基于椭圆曲线公钥密码学(ECC)的中国国家标准算法，广泛应用于安全通信领域。该标准提供了强大的安全性保障，在资源受限环境下表现尤为出色，非常适合于物联网(IoT)设备之间的数据保护需求。

#### 密钥生成过程
对于IoT应用场景而言，每个节点都需要一对独立的SM2密钥对用于加解密操作。通常情况下，这些密钥由可信第三方(CA)颁发并绑定到具体的身份信息上。例如，在给定场景下，服务器端和服务客户端各自拥有自己的签名与加密证书[^1]：

- **服务端** (`first`): `/home/chy-cpabe/tmp/first`
- `encrypt.key`: 加密私钥文件位置
- `encrypt.pem`: 对应的X.509格式加密证书
- `sign.key`: 签名私钥文件位置
- `sign.pem`: X.509格式签名证书

- **客户端** (`second`) : `/home/chy-cpabe/tmp/second`

同样的配置也适用于其他类型的IoT终端设备，只要它们能够支持相应的硬件接口来存储敏感材料如USBKey等介质上的私钥。

#### 数据传输流程概述
当涉及到实际的数据交换时，采用双证书机制可以有效增强系统的整体安全性:

1. 发送方利用接收者的公开加密证书(`encrypt.pem`)对其消息进行加密处理；
2. 接收者收到密文后，则通过自身的私钥(`encrypt.key`)完成解码工作；
3. 随后的验证环节中，发送方可附带数字签名以证明来源的真实性；此时会用到另一组专门负责签署用途的关键凭证——即`sign.key` 和 `sign.pem`.

这种做法不仅确保了信息传递过程中内容不被篡改或泄露的风险，同时也实现了身份鉴别功能，从而构建起更加可靠的信任关系网络环境。

#### Python实现示例
下面给出一段简单的Python代码片段展示如何使用PyCryptodome库来进行基本的SM2加密和解密操作(注意这里仅作示意，并未涉及真实的CA签发):

from Crypto.PublicKey import ECC
from Crypto.Cipher import PKCS1_OAEP
import base64


def sm2_encrypt(public_key_path, plaintext):
    with open(public_key_path, 'rt') as f:
        pub_key = ECC.import_key(f.read())
    
    cipher = PKCS1_OAEP.new(pub_key)
    ciphertext = cipher.encrypt(plaintext.encode('utf8'))
    return base64.b64encode(ciphertext).decode()


def sm2_decrypt(private_key_path, b64_ciphertext):
    with open(private_key_path, 'rt') as f:
        priv_key = ECC.import_key(f.read())

    cipher = PKCS1_OAEP.new(priv_key)
    decoded_cipher_text = base64.b64decode(b64_ciphertext)
    decrypted_message = cipher.decrypt(decoded_cipher_text)
    return decrypted_message.decode()

上述函数分别定义了一个用来执行加密以及另一个用于解密的方法。需要注意的是，真实环境中应当遵循更严格的安全实践指南，比如妥善保管私钥、定期更新证书有效期等等措施。