python cipher sm4

实现 Python Cipher SM4

概述

在这篇文章中，我将向你介绍如何在 Python 中实现 SM4 加密算法。SM4 是一种对称加密算法，广泛应用于数据加密和安全通信领域。在这个过程中，我们将使用 Python 的 cryptography 库来实现 SM4 加密算法。

准备工作

在开始之前，你需要确保你已经安装了 Python 和 cryptography 库。如果还没有安装 cryptography 库，你可以使用以下命令来安装它：

pip install cryptography

实现步骤

下面是实现 Python Cipher SM4 的步骤：

下面我们将逐步讲解每个步骤的具体实现。

1. 导入所需的库

首先，我们需要导入 cryptography 库以及其他必要的库。在 Python 中，你可以使用 import 命令来导入库。以下是导入所需库的代码：

from cryptography.hazmat.primitives.ciphers import Cipher, algorithms, modes
from cryptography.hazmat.primitives import padding
from cryptography.hazmat.backends import default_backend

这些库包含了我们实现 SM4 加密算法所需的各种操作和功能。

2. 创建 SM4 密钥

在实现 SM4 加密算法之前，我们需要生成一个随机的 SM4 密钥。以下是生成密钥的代码：

backend = default_backend()
key = algorithms.SM4.generate_key()

在这里，我们使用 default_backend() 函数获取默认的加密后端，并使用 SM4.generate_key() 函数生成一个随机的 SM4 密钥。

3. 创建 SM4 加密器

创建一个 SM4 加密器实例，将密钥和加密模式传递给加密器。以下是创建加密器的代码：

cipher = Cipher(algorithms.SM4(key), modes.ECB(), backend=backend)
encryptor = cipher.encryptor()

在这里，我们使用 Cipher 类来创建一个加密器实例，并传递密钥和加密模式（ECB）给它。然后，我们使用 encryptor() 方法创建一个加密器实例。

4. 加密数据

现在，我们可以使用创建的加密器实例来加密数据。以下是加密数据的代码：

data = bHello, World!
padder = padding.PKCS7(algorithms.SM4.block_size).padder()
padded_data = padder.update(data) + padder.finalize()
ciphertext = encryptor.update(padded_data) + encryptor.finalize()

在这里，我们首先定义了需要加密的数据。然后，我们使用 PKCS7 填充方案对数据进行填充，以确保数据的长度满足加密算法的要求。最后，我们使用 update() 和 finalize() 方法将填充后的数据传递给加密器，并获取加密后的密文。

5. 解密数据

最后，我们还需要使用相同的密钥和加密模式创建一个解密器实例，并使用该解密器来解密加密后的数据。以下是解密数据的代码：

decryptor = cipher.decryptor()
decrypted_padded_data = decryptor.update(ciphertext) + decryptor.finalize()
unpadder = padding.PKCS7(algorithms.SM4.block_size).unpadder()
plaintext = unpadder.update(decrypted_padded_data) + unpadder.finalize()

在这里，我们首先使用 Cipher 类创建一个解密器实例，并传递相同的密钥和加密模式给它。然后，我们使用解密器实例解密密文，并获取解密后的填充数据。最后，我们使用 PKCS7 填充方案的解