国家密码管理局推出的SM系列密码算法是为了从根本上摆脱我国对国外密码技术的依赖，实现从密码算法层面掌控核心的信息安全技术。从SM1-SM4分别实现了对称、非对称、摘要等算法功能。特别适合应用于嵌入式物联网等相关领域，完成身份认证和数据加解密等功能。

使用国密算法的意义

随着金融安全上升到国家安全高度，近年来国家有关机关和监管机构站在国家安全和长远战略的高度提出了推动国密算法应用实施、加强行业安全可控的要求。摆脱对国外技术和产品的过度依赖，建设行业网络安全环境，增强我国行业信息系统的“安全可控”能力显得尤为必要和迫切。密码算法是保障信息安全的核心技术，尤其是最关键的银行业核心领域长期以来都是沿用3DES、SHA-1、RSA等国际通用的密码算法体系及相关标准。2010年底，国家密码管理局公布了我国自主研制的“椭圆曲线公钥密码算法”（SM2算法）。为保障重要经济系统密码应用安全，国家密码管理局于2011年发布了《关于做好公钥密码算法升级工作的通知》，要求“自2011年3月1日起，在建和拟建公钥密码基础设施电子认证系统和密钥管理系统应使用国密算法。自2011年7月1日起，投入运行并使用公钥密码的信息系统，应使用SM2算法。”

国密即国家密码局认定的国产密码算法。主要有SM1，SM2，SM3，SM4。密钥长度和分组长度均为128位。

SM1

对称加密。其加密强度与AES相当。该算法不公开仅以 IP 核的形式存在于芯片中。

调用该算法时，需要通过加密芯片的接口进行调用。采用该算法已经研制了系列芯片、智能 IC 卡、智能密码钥匙、加密卡、加密机等安全产品，广泛应用于电子政务、电子商务及国民经济的各个应用领域（包括国家政务通、警务通等重要领域）。

SM2

可以理解为国产RSA。非对称加密，基于ECC。该算法已公开。由于该算法基于ECC，故其签名速度与秘钥生成速度都快于RSA。

SM2椭圆曲线公钥密码算法是我国自主设计的公钥密码算法，包括SM2-1椭圆曲线数字签名算法，SM2-2椭圆曲线密钥交换协议，SM2-3椭圆曲线公钥加密算法，分别用于实现数字签名密钥协商和数据加密等功能。SM2算法与RSA算法不同的是，SM2算法是基于椭圆曲线上点群离散对数难题，相对于RSA算法，256位的SM2密码强度已经比2048位的RSA密码强度要高，但运算速度快于RSA。

SM3

可以理解为国产MD5。消息摘要。可以用MD5作为对比理解。该算法已公开。校验结果为256位。

SM4

可以理解为国产AES。无线局域网标准的分组数据算法。对称加密，密钥长度和分组长度均为128位。

SM9

一种标识密码(IBE)算法，由国家密码管理局于2016年3月28日发布，相关标准为“GM/T 0044-2016 SM9标识密码算法”。主要用于用户的身份认证。SM9的加密强度等同于3072位密钥的RSA加密算法。

一般数据发送端都是用SM4对数据内容加密，使用SM3对内容进行摘要，再使用SM2对摘要进行签名。

接收端，先用SM2对摘要进行验签，验签成功后就做到了防抵赖，对发送过来的内容进行SM3摘要，看下生成的摘要和验签后的摘要是否一致，用于防篡改。

另外SM4在加密解密需要相同的密钥，这个我们可以通过编写密钥交换模块实现生成相同的密钥。用于SM4对称加密。

关于非对称还要注意几点：

（1）公钥是通过私钥产生的；

（2）公钥加密，私钥解密是加密的过程

（3）私钥加密，公钥解密是签名的过程；

由于SM1、SM4加解密的分组大小为128bit，故对消息进行加解密时，若消息长度过长，需要进行分组，要消息长度不足，则要进行填充。

国密算法的安全性

SM2算法：

SM3算法：SM3杂凑算法是我国自主设计的密码杂凑算法，适用于商用密码应用中的数字签名和验证消息认证码的生成与验证以及随机数的生成，可满足多种密码应用的安全需求。为了保证杂凑算法的安全性，其产生的杂凑值的长度不应太短，例如MD5输出128比特杂凑值，输出长度太短，影响其安全性。SHA-1算法的输出长度为160比特，SM3算法的输出长度为256比特，因此SM3算法的安全性要高于MD5算法和SHA-1算法。

SM4算法：SM4分组密码算法是我国自主设计的分组对称密码算法，用于实现数据的加密/解密运算，以保证数据和信息的机密性。要保证一个对称密码算法的安全性的基本条件是其具备足够的密钥长度，SM4算法与AES算法具有相同的密钥长度分组长度128比特，因此在安全性上高于3DES算法。