Python 国密SM2实现
一、整体流程
为了实现Python的国密SM2加密算法，我们需要按照以下几个步骤进行操作：
| 步骤 | 描述 |
|---|---|
| 1 | 生成随机的私钥和公钥 |
| 2 | 对明文进行加密 |
| 3 | 对密文进行解密 |
| 4 | 对密文进行签名 |
| 5 | 验证签名 |
二、具体步骤及代码实现
1. 生成随机的私钥和公钥
第一步是生成一对随机的私钥和公钥，可以使用Cryptography库来生成。这里需要使用ec模块中的generate_private_key方法来生成私钥，再使用私钥的public_key方法生成公钥。
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import ec
# 生成私钥
private_key = ec.generate_private_key(ec.SECP256R1)
# 生成公钥
public_key = private_key.public_key()
2. 对明文进行加密
第二步是使用公钥对明文进行加密。可以使用Cryptography库中的ciphers模块中的Cipher类来进行加密。
from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms
# 明文
plaintext = b"Hello, World!"
# 生成加密器
encryptor = Cipher(algorithms.SM2Encryption(public_key)).encryptor()
# 加密明文
ciphertext = encryptor.update(plaintext) + encryptor.finalize()
3. 对密文进行解密
第三步是使用私钥对密文进行解密。同样使用Cryptography库中的ciphers模块中的Cipher类来进行解密。
from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms
# 生成解密器
decryptor = Cipher(algorithms.SM2Decryption(private_key)).decryptor()
# 解密密文
decrypted_plaintext = decryptor.update(ciphertext) + decryptor.finalize()
4. 对密文进行签名
第四步是使用私钥对密文进行签名。可以使用Cryptography库中的hmac模块中的HMAC类来进行签名。
from cryptography.hazmat.primitives.hmac import HMAC
# 生成签名器
signer = HMAC(private_key)
# 对密文进行签名
signature = signer.update(ciphertext).finalize()
5. 验证签名
第五步是使用公钥来验证签名。同样使用Cryptography库中的hmac模块中的HMAC类来进行验证。
from cryptography.hazmat.primitives.hmac import HMAC
# 生成签名验证器
verifier = HMAC(public_key)
# 验证签名
verifier.update(ciphertext)
verifier.verify(signature)
三、类图
classDiagram
class PrivateKey {
+sign(data: bytes) -> bytes
+decrypt(ciphertext: bytes) -> bytes
}
class PublicKey {
+verify(data: bytes, signature: bytes) -> None
+encrypt(plaintext: bytes) -> bytes
}
class SM2 {
+generate_key_pair() -> PrivateKey, PublicKey
}
class PrivateKey <|-- SM2
class PublicKey <|-- SM2
以上是一个简单的实现国密SM2算法的Python代码。通过生成私钥和公钥，我们可以对明文进行加密、解密，以及对密文进行签名和验证签名。希望这篇文章对你有所帮助！
