与银行对接 sm4 国密算法

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最近跟银行对接 sm4 国密算法，搞了好久才对接好，我大概讲一下开发中遇到的坑。
php 相关国密算法的教程很少，找了好久才找到 github 上的包[https://github.com/lizhichao/sm]( https://github.com/lizhichao/sm)
配置好后，一运行就报错秘钥长度为 16 位。跟对方沟通后才知道他们给的是 16 进制的 32 位的 key,在 php 中需要用 hex2bin 转成 16 位。
如果对方给的加密模式是 sm4-cbc,还需要配置 iv 。默认 iv 用 hex2bin('00000000000000000000000000000000')生成。不然解密后的字符串前后会有乱码。填充方法一般常用 pkcs5 和 pkcs7 。这二种填充方式概念上没有什么区别，只是 pkcs5 在 blockSize 上固定为 8 bytes,即数据始终会被切割成 8 个字节的数据块，然后计算需要填充的长度.
加密后的字符编码也有 hex 和 base64 区分。

如果 openssl 版本大于 1.1.1 ，就可以用 openssl_decrypt($data, "sm4", $key, $options=OPENSSL_RAW_DATA,$iv)来解密。

20 条回复 • 2024-11-01 14:27:19 +08:00

momo7411

21 天前 via Android

iv 固定？

bagel

21 天前

IV 写死不用看了，屎山加屎而已，至于对不对，根本无人在意。

joyhub2140

21 天前

iv 写死，哈哈，那每次加密的密文是不是都一样？

hervey0424

21 天前

直接用他们的开发语言弄个中间层比研究这玩意强多了

cbasil

21 天前

@bagel 银行加密的 IV 就是默认填 0 生成的，你如果用随机数生成 iv ，解密肯定有问题。至于全零 IV 生成，用 str_repeat("\0", 16)更简洁更明确。

PendingOni

21 天前

https://stackoverflow.com/a/20770158

xshanow

21 天前

@cbasil SM 系列一般要用硬件产品的才合规，我们专门做这类产品的

InkStone

21 天前

@xshanow 有软认证。不过只能到二级

majula

21 天前

@momo7411 @bagel @joyhub2140

固定 iv 是可行的，只要你确保第一个 block 的明文不重复（比如用一个自增 id ），且确保其无法被攻击者自由选择即可。这时，第一个 block 的密文等效于一个用 CSPRNG 生成的 iv

NIST SP 800-38A 官方支持了这种用法（见 Appendix C ）

有的时候甚至不得不这样做，尤其是在没有可靠的 random source 可用的时候（比如一些嵌入式场景）

ca2oh4

21 天前

php 对接属实有点困难,国密那一套一开始好像是国内的区块链研究机构搞的.记得有发布官方的 sdk 来着(golang 版本)

YUCOAT

21 天前

我以前搞国密的时候，用到了 GmSSL ，你可以参考一下

dode

21 天前

用 Java 包做，bouncycastle

ntedshen

21 天前

话说我这里有个阿里的 javasdk 用的个 RSA/ECB/OAEPPadding ，似乎完全找不到其他语言的方案。。。
找 ai 要了几个 nodejs 的包但是实际上加密加不出来。。。
现在专门跑了个 tomcat 当接口用着的。。。

cbasil

21 天前

@ca2oh4 我当时也考虑用 golang 写一个脚本，然后 php 通过 http 调用。不过后面解决了就不用了。这是当时写的 golang 案例

```golang
package main

import (
"bytes"
"crypto/cipher"
"encoding/hex"
"fmt"

"github.com/tjfoc/gmsm/sm4"
)

// PKCS5Padding 使用 PKCS5 填充
func PKCS5Padding(src []byte, blockSize int) []byte {
padding := blockSize - len(src)%blockSize
padtext := bytes.Repeat([]byte{byte(padding)}, padding)
return append(src, padtext...)
}

// PKCS5UnPadding 去除 PKCS5 填充
func PKCS5UnPadding(src []byte) []byte {
length := len(src)
unpadding := int(src[length-1])
return src[:(length - unpadding)]
}

// SM4 CBC 模式加密
func sm4CBCEncrypt(key, plaintext, iv []byte) ([]byte, error) {
block, err := sm4.NewCipher(key)
if err != nil {
return nil, err
}

plaintext = PKCS5Padding(plaintext, block.BlockSize())
ciphertext := make([]byte, len(plaintext))
mode := cipher.NewCBCEncrypter(block, iv)
mode.CryptBlocks(ciphertext, plaintext)
return ciphertext, nil
}

// SM4 CBC 模式解密
func sm4CBCDecrypt(key, ciphertext, iv []byte) ([]byte, error) {
block, err := sm4.NewCipher(key)
if err != nil {
return nil, err
}

plaintext := make([]byte, len(ciphertext))
mode := cipher.NewCBCDecrypter(block, iv)
mode.CryptBlocks(plaintext, ciphertext)
plaintext = PKCS5UnPadding(plaintext)
return plaintext, nil
}

func main() {
key, _ := hex.DecodeString("key") // 16 字节的十六进制密钥
iv, _ := hex.DecodeString("iv") // 16 字节的 IV
plaintext := []byte("This is a secret message.")

// 加密
ciphertext, err := sm4CBCEncrypt(key, plaintext, iv)
if err != nil {
fmt.Println("Encryption error:", err)
return
}
fmt.Printf("Ciphertext (hex): %s\n", hex.EncodeToString(ciphertext))
// 解密
decrypted, err := sm4CBCDecrypt(key, ciphertext, iv)
if err != nil {
fmt.Println("Decryption error:", err)
return
}
fmt.Printf("Decrypted text: %s\n", decrypted)
}
```

AoEiuV020JP

21 天前

这块都一样，国密和国际算法都是这些坑，
我公司几年前做接口加固时我写文档教其他各端实现就踩了这种坑，家家有本难念的经，尤其 js 连“字节数组”的概念都没有，整数类型也没有字节数的概念，我都很难给他们解释，
最终文档里是单开一页用来举例子，就是涉及到的每种加密算法封装后的输入输出给个具体例子参考，涉及字节数组就强调该字节数组 base64 编码或者 16 进制编码后是某某某，

但后面其他同事设计别的加密时还是会做出比如长度 16 的字节数组，先 base64 编码成长度 24 的字符串再截取 16 字符转成新的 16 字节作为密钥使用，这种意义不明麻烦还降低安全性的操作，但一开始定好了这一套操作后面别人实现就都得做成一样的，

GiggleSmile

21 天前

@AoEiuV020JP 说得很对。

cbasil

21 天前

@ntedshen RSA 也是一个大坑，之前对接的一个项目，接口用到私钥签名、公钥验签加上公钥加密、私钥解密。双方交换公钥。折腾了好久，发现 rsa 加密要分段加密。RSA 密钥长度 1024bit ，加密的时候 117 个字符加密一次，然后把所有的密文拼接成一个密文；解密的时候需要 128 个字符解密一下，然后拼接成数据。具体可以看看这篇文章 https://www.cnblogs.com/meetuj/p/14954533.html
不同语言的加解密处理确实太麻烦了，尤其是对方一句话，我们用的是默认的加密方式。你们自己实现就好了。代码也不给，给一串加密前和加密后的参数。你自己慢慢去试。成功了就是精诚所至金石为开。

brando

21 天前

这种我一律要 SDK 的，没这标准咋搞，靠理解还是猜来猜去？

momo7411

20 天前

@majula 你这里提到用一个自增 id 的密文来等效充当 iv ，那么自增 id 的初始值是不是也得随机生成？

fengpan567

20 天前

想起来之前电网做安全测试，有个国密算法功能测试不通过，他们说我们解密出来的都是错误明文，还不给我们看正确的解密明文。最后搞了一周才搞清楚，那群傻屌只解密到 16 进制，没有完全解密到明文