zhqagp/guomi

国密sm2

1.0.0 2022-09-26 12:19 UTC

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Last update: 2024-04-23 18:21:04 UTC


README

  • 本项目支持php版本的国密sm2的签名算法,非对称加解密算法(非对称加密刚上线,目前测试无问题,不能保证兼容其他语言,有问题可以提issues),sm3的hash, sm4的对称加解密,要求PHP7,打开gmp支持
  • 目前如果服务器配套的使用的是openssl 1.1.1x, 目前到1.1.1.l(L) ,sm3,sm4都可以直接用openssl_xxx系列函数直接实现,不必大量的代码,但不支持sm2的签名,sm2的加解密
  • 有一个sm3, sm4的比较好的代码: https://github.com/lizhichao/sm 可以使用composer安装,只是这个的ecb, cbc没有做补齐

使用(how to use)

  • composer require lpilp/guomi
  • please make sure you upgrade to Composer 2+
  • PHP >=7.2
  • 如需要使用php5.6 请使用wzhih童鞋fork修改的 https://github.com/wzhih/guomi ; composer require wzhih/guomi

SM2

  • 签名验签算法主体基于PHPECC算法架构,添加了sm2的椭圆参数,
  • 参考了 https://github.com/ToAnyWhere/phpsm2 童鞋的sm2验签算法,密钥生成算法
  • 添加了签名算法, 支持sm2的16进制,base64公私钥的签名,验签算法
  • 支持从文件中读取pem文件的签名,验签算法
  • 添加了sm2的非对称加密的算法,但速度一般,有待优化,不能保证兼容所有语言进行加解密,目前测试了js, python的相互加解密
  • sm2的加密解密算法在openssl 1.1.1的版本下自带的函数中暂无sm2的公钥私钥的加密函数,得自己实现,建议使用C,C++的算法,打包成PHP扩展的方式
  • 由于 openssl没有实现sm2withsm3算法,用系统函数无法实现签名及证书的自签名分发
  • SM2的非对称加密缺省的是c1c3c2, 请使用的时候注意下,对方返回的是c1c3c2还是c1c2c3,进行相应的修改更新,还有一点就是本项目中c1前面没有04, 视对接方的需求,看是否添加\x04

SM3

SM4

  • 该算法直接封装使用 https://github.com/lizhichao/sm 的sm4算法, 同时该项目支持 sm3,sm4 ,可以composer安装
  • 由于sm4-ecb, sm4-cbc加密需要补齐,项目lizhichao/sm项目未做补齐操作,这里封装的时候,针对这两个算法做了补齐操作, 其他如sm4-ctr,sm4-cfb,sm4-ofb等,可以直接用
  • 在openssl 1.1.1下可使用系统的函数,已支持sm4-cbc,sm4-cfb,sm4-ctr,sm4-ecb,sm4-ofb, 详见openssl_tsm4.php

SM2各语言总结

  • 这里封装的测试函数已与相关的js,python,java,go等都可以互签互认
  • js: https://github.com/JuneAndGreen/sm-crypto 一个注意点就是: js的中文字符转成byte[]时,缺省的是unicode编码两字节,需要转成utf8的三字节编码,一个简单的方案 unescape(encodeURIComponent(str)) 然后再一个字节一个字节读就行了
  • python: https://github.com/duanhongyi/gmssl 使用 pip install gmssl 安装就可, 注意的就是在python2下 , string与byte[] 是可以隐式转换的,在python3下需要显式地将string转成byte[]
  • java: https://github.com/ZZMarquis/gmhelper 注意下java中文的转码问题,getBytes("UTF-8"), 要加上编码类型, 因为 getBytes()函数的缺省编码是随操作系统的,如果是在中文版的windows中使用,缺省是GBK编码,就会出现中文的编码的问题,而造成签名无法通过
  • openssl: 升到1.1.1以后,支持sm3,sm4的加解密,还不支持sm2的公私钥加解密,也不支持sm2的签名,得使用原生代码实现,签名中需要实现sm2withsm3, openssl1.1.1只实现了sm2whithsha256;还有一点很诡异,用yum/dnf安装的openssl只支持sm3, 如果是自己编译安装的就支持sm3,sm4
  • go: https://github.com/tjfoc/gmsm 一家做区块链的公司开源的项目,在go方面可以说是最早开源的了,sm2主要有两个问题:
    1. 暂无使用外部密码明文生成公私钥构造函数,比较简单可自行添加
    2. sm2的非对称加解密例子中使用EncryptAsn1这个函数,asn1是将 c1拆开为px,py两部分,asn1(px,py,c3,c2)的编码;在sm2类中也有直接Encrypt函数,生成的是'\x04'+c1+c3+c2 与其它语言生成的加密串在c1部分多加了一个\x04, 看互通代码的需求自行处理
    3. 签名与验签的方法可与本项目的PHP语言是互签互认的
    4. sm4的对称加解密cbc等需要IV向量的模式,将iv做为全局变量了,对于不同的串要使用不同的iv时,就会出现麻烦,请根据需要修改代码,将iv加到参数里
  • C#: 项目也比较少,基本是基于https://www.bouncycastle.org/ 的BC加密库(java也是基于该库),该库1.8.4后版本支持sm2,sm3,sm4,考察搜索到的几个项目,https://github.com/hz281529512/SecretTest 完整性算比较好
    1. 项目提供sm2的签名,加解密都加入的项目,其他的项目里没有签名算法,sm2的加解密的返回值与上面的go项目一样返回的是asn1编码过的,如需要原始的请自行修改更新
    2. sm4的cbc的封装后把 key与iv弄成一个值了,如需要请自行修改更新

SM2签名常见问题

  • 提供的私钥是base64的短串,一般直接 bin2hex(base64_decode(str)) 就是明文的密钥了
  • 文件格式的密钥一般有pkcs1与pkcs8两个格式,本项目只支持pkcs1格式的密钥,使用前请先进行相关的转换,一般 pkcs8是四行,pkcs1是三行,区别见 https://www.jianshu.com/p/a428e183e72e
  • 关于签名的字符串的问题,有些项目会将原始字符串哈稀后,再对哈稀值进行签名,有些对这哈稀值又进行了hex2bin操作后再签名,请双方按约定的标准确定最后签名的数据值,双方保持一致即可
  • 个别项目会碰到asn1的时候解析不了,如果是密钥解析不了,一般就是pkcs8的问题,如果只是数据解析不了的话看报错,调试下,目前碰到的是招行的一个问题,对int数据的asn1编码有前面补0与否不按标准来,全都补0
  • 签名的结果是asn1(r,s),有极个别的项目签名出来的只是 r+s的字符串组合,验证签名的时候注意下。
  • 招行 的签名回调系统在做asn1编码的int类型的时候,标准是最高位大于7D是要补0,反之则不要补0,而招行返回的统一32字节长度,对于一些不用补0的也强制补0,使用的第三方phpasn1会报错,可以屏蔽该错误,或是将返回的签名过滤下,项目提供了一个过滤的类 src/util/FormatSign->run(),使用测试见 test/tfsign.php
  • 同样的,在用本项目给 招行 签名的时候,就会出现上面同样的问题,编码int的时候,招行认为签名的r,s都是32字节,这时对于偶发的小于32字节的r,s,就得补0操作,src/util/FormatSign->format_cmbc()函数,目前只针对招行, 所以只是以补丁的方式,没有加入主程序