Python实现SM4加密

1. 简介

SM4是一种对称加密算法，也被称为SMS4。它是中国国家密码管理局（SCB）发布的一种分组密码算法，适用于各种应用场景中的数据加密和解密。

在本篇文章中，我将教你如何使用Python实现SM4加密算法。我们将按照以下步骤进行：

2. 实现步骤

下表展示了实现SM4加密算法的步骤：

步骤 描述
1 导入所需库
2 生成随机密钥
3 转换明文和密钥为字节数组
4 设置加密模式和填充模式
5 创建SM4对象
6 加密明文
7 解密密文

接下来，让我们逐步实现这些步骤。

3. 导入所需库

首先，我们需要导入所需的库。在Python中，我们可以使用pip命令来安装crypto库。

pip install crypto

然后，我们可以在程序中导入crypto库。

from crypto.sm4 import CryptSM4, SM4_ENCRYPT, SM4_DECRYPT

4. 生成随机密钥

我们需要生成一个随机的128位密钥，用于加密和解密。

import os

key = os.urandom(16)

5. 转换明文和密钥为字节数组

明文和密钥在SM4加密算法中都需要转换为字节数组。

plaintext = 'Hello World!'
plaintext_bytes = bytes(plaintext, 'utf-8')

key_bytes = key

6. 设置加密模式和填充模式

我们需要设置加密模式和填充模式。加密模式有两种选择：ECB和CBC。填充模式有三种选择：PKCS5Padding、PKCS7Padding和NoPadding。

mode = SM4_ENCRYPT
padding = SM4_PKCS7_PADDING

7. 创建SM4对象

现在，我们可以创建一个SM4对象，并将明文、密钥、加密模式和填充模式传递给它。

sm4 = CryptSM4()
sm4.set_key(key_bytes, mode)
sm4.set_padding(padding)

8. 加密明文

使用创建的SM4对象，我们可以对明文进行加密。

ciphertext = sm4.crypt_ecb(plaintext_bytes)

9. 解密密文

同样地，我们可以使用创建的SM4对象，对密文进行解密。

decrypted_text = sm4.crypt_ecb(ciphertext, SM4_DECRYPT)

10. 完整代码

下面是一段完整的代码示例，实现了SM4加密算法的所有步骤：

from crypto.sm4 import CryptSM4, SM4_ENCRYPT, SM4_DECRYPT
import os

plaintext = 'Hello World!'
key = os.urandom(16)

plaintext_bytes = bytes(plaintext, 'utf-8')
key_bytes = key

mode = SM4_ENCRYPT
padding = SM4_PKCS7_PADDING

sm4 = CryptSM4()
sm4.set_key(key_bytes, mode)
sm4.set_padding(padding)

ciphertext = sm4.crypt_ecb(plaintext_bytes)

decrypted_text = sm4.crypt_ecb(ciphertext, SM4_DECRYPT)

print('Plaintext:', plaintext)
print('Ciphertext:', ciphertext)
print('Decrypted Text:', decrypted_text)

11. 结论

恭喜！你已经学会了如何使用Python实现SM4加密算法。通过了解SM4加密算法的流程和每个步骤的实现方式，你可以轻松地在自己的项目中应用这一加密算法。加密是保护数据安全的重要手段，合理的加密算法能够有效地防止数据泄露和篡改，为你的应用程序提供更高的安全性。