第1章 国密算法概述
说实话，一提到国密算法，不少开发者的第一反应就是“又一套新轮子”。但我这几年带着团队做密码算法迁移，遇到的实际问题远比想象中复杂。我记得2018年有个项目，客户要求将RSA签名全部换成SM2，结果迁移完才发现SM2的密钥格式、签名流程和RSA差别很大，差点延期交付。从那以后，我养成了一个习惯：不管迁移什么算法，先把它跟国际算法的对应关系彻底摸清楚。
1.1 SM系列算法体系
国密算法不是孤立的，而是一整套密码“工具箱”。目前主流的有SM2、SM3、SM4、SM9，覆盖了公钥加密、数字签名、哈希、对称加密、标识密码等多个领域。我个人习惯把它们分成三个层次：
- 公钥密码层：SM2（椭圆曲线公钥密码）、SM9（标识密码）
- 对称密码层：SM4（分组密码）
- 哈希与杂凑层：SM3（密码杂凑算法）
你想想看，一个完整的密码体系需要同时支撑加密、签名、摘要、密钥协商这些功能。国密正好覆盖了所有场景，而且设计上对标了国际主流标准——但绝不是简单拷贝。举个例子，SM2的椭圆曲线参数是重新设计的，安全性比同级别的NIST P-256曲线更保守。
| 国密算法 | 类型 | 国际对应算法 | 主要用途 |
|---|---|---|---|
| SM2 | 椭圆曲线公钥密码 | RSA / ECDSA | 加密、数字签名、密钥交换 |
| SM3 | 哈希算法 | SHA-256 | 数据完整性校验、消息摘要 |
| SM4 | 分组对称密码 | AES (128位) | 数据加密、链路加密 |
| SM9 | 标识密码 | IBE / CLC | 无证书公钥加密、签名 |
1.2 发展背景
为什么要有国密？说白了就是“自主可控”。以前大量信息系统依赖国外密码算法，一旦国际标准被禁用或出现后门，风险不可控。2010年以后，国家密码管理局陆续发布了SM系列标准，强制要求金融、政务、关键基础设施等领域逐步替换。
我在做金融系统迁移时深有体会。当时一个支付核心用了AES-128加密交易报文，迁移到SM4后需要修改底层密码库、调整密钥生命周期、还要验证性能是否达标。嗯，这里要注意：SM4的密钥扩展和AES完全不同，不能直接替换算法名就完事。我记得有同事直接换了算法接口，结果密钥长度不匹配导致解密失败，踩了个大坑。
避坑指南：我曾经在迁移SM2签名时，忽略了国际算法中对摘要长度的隐式要求。SM2签名前需要对消息做SM3哈希，但有些原有流程直接用了SHA-256，导致验签失败。后来我写了一个检查清单：算法类型 → 密钥格式 → 签名/加密流程 → 输出编码，每次迁移都对照走一遍。
1.3 与国际算法对应关系
对应关系不是简单的1:1替换。我画了一张结构图，看完你会更清楚：
从图中你应该能看出来：SM2对应RSA和ECDSA，SM3对应SHA-256，SM4对应AES，SM9对应IBE/无证书体系。但注意，SM2和ECDSA虽然底层都是椭圆曲线，但SM2的签名标准（GM/T 0003-2012）采用了不同的数字签名生成流程。我遇到过一个案例：对方把SM2签名值直接按DER编码解析，结果失败——因为SM2签名用的是自定义格式。
特别提醒：不要以为“算法名换成国密”就完事了。密钥长度、分组模式、填充方式、编码格式都得仔细核对。我见过最典型的错误是SM4用ECB模式直接替换AES-CBC，结果丢失了IV向量，安全性降级。
讲到这里，你应该对SM系列算法有个整体认识了。嗯，其实就是把国际算法换成了中国自己的实现，核心理念没变，但细节处处都是坑。后面几章我会带你逐个击破这些迁移难题。