国密算法选型及应用指南

国密算法（中国商用密码算法）是由中国国家密码管理局制定的一系列密码算法标准，主要用于保障信息安全。以下是主要的国密算法及其选型建议：
 

一、国密算法分类及简介

1. 对称加密算法

   • SM1

     • 分组长度：128位，密钥长度：128位

     • 特点：硬件实现为主，算法不公开

     • 用途：替代DES/AES，适用于金融、政务等高安全场景。

   • SM4

     • 分组长度：128位，密钥长度：128位

     • 特点：软件/硬件均可实现，算法公开

     • 用途：替代AES，广泛用于无线通信、物联网等。

2. 非对称加密算法

   • SM2

     • 基于椭圆曲线密码（ECC）

     • 特点：安全性高（256位密钥强度相当于RSA 3072位），计算速度快

     • 用途：替代RSA/ECDSA，用于数字签名、密钥交换、公钥加密。

3. 杂凑算法（哈希算法）

   • SM3

     • 输出长度：256位

     • 特点：抗碰撞性强，安全性高于SHA-256

     • 用途：替代SHA-256，用于数据完整性校验、数字签名。

4. 标识密码算法

   • SM9

     • 基于标识的密码（IBC），无需数字证书

     • 特点：简化密钥管理，适用于大规模用户场景

     • 用途：替代PKI体系，用于物联网、云身份认证。

5. 其他算法

   • ZUC（祖冲之算法）

     • 流密码算法，用于4G/5G通信加密。

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二、选型建议

1. 对称加密场景

• 推荐算法：SM4

• 理由：

  • 算法公开，支持软硬件实现，性能与AES相当。

  • 适用于数据加密（如数据库、文件加密）。

• 替代方案：SM1（需硬件支持，适合高安全封闭系统）。

2. 非对称加密场景

• 数字签名/密钥交换：

  • 推荐算法：SM2

  • 理由：

    • 比RSA更高效，安全性更高。

    • 国内标准，兼容性强（如支持SM2证书）。

• 替代方案：RSA（仅需兼容旧系统时使用）。

3. 哈希/完整性校验

• 推荐算法：SM3

• 理由：

  • 安全性优于SHA-256，符合国内合规要求。

  • 适用于密码存储、区块链、数字证书等场景。

4. 身份认证与密钥管理

• 推荐算法：SM9

• 理由：

  • 无需CA证书，适合物联网设备、跨机构身份认证。

  • 替代传统PKI（如RSA+CA体系）。

5. 特殊场景

• 无线通信加密：ZUC（4G/5G标准算法）。

• 硬件加密：SM1（需专用芯片支持）。

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三、选型关键因素

1. 合规性要求

   • 国内政务、金融等领域强制使用国密算法（如等保2.0、GM/T系列标准）。

2. 性能需求

   • SM2/SM4软件实现性能优于RSA/AES，但硬件加速可进一步提升效率。

3. 兼容性

   • 与现有系统（如浏览器、操作系统）的兼容性（部分场景需支持国密/国际算法双栈）。

4. 场景适配

   • 物联网设备：优先选SM9（简化密钥管理）；

   • 高性能加密：SM4+SM2组合。

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四、典型组合方案

• HTTPS通信：SM2（密钥交换） + SM4（数据加密） + SM3（摘要）。

• 区块链：SM2（签名） + SM3（哈希）。

• 物联网终端：SM9（身份认证） + SM4（数据传输加密）。

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五、注意事项

1. 算法实现：优先选择国家密码管理局认证的硬件/软件库（如OpenSSL国密分支、GMSSL）。

2. 密钥管理：SM9虽简化密钥分发，但仍需保护主密钥安全。

3. 迁移策略：从RSA/AES迁移时，建议逐步过渡（如双算法并行）。

如需具体实现细节或合规指导，可参考《GM/T 0002-2012》等国家标准文档。