题目：基于Python的GMSSL实现

20165327 杨靖涛

任务内容

最终的目的：用Python语句调用gmssl以实现sm2，然后和组员合作实现用gmssl加密通信的功能

具体实践过程

第一周：

一、本周计划完成的任务：

①熟悉需要的语言知识
②并且弄明白SM2算法的原理

二、 本周实际完成情况（代码，文档，程序运行截图...）,未完成计划的原因？如何改进？

①Python程序编了一些算是练手吧：
命令行和集成环境都有用到：

有的程序一个里面改了很多看结果所以总量看起并不是很多。。。
②对于SM2算法
SM2算法：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。
ECC算法描述：

　　1、用户A选定一条适合加密的椭圆曲线Ep(a,b)(如:y2=x3+ax+b)，并取椭圆曲线上一点，作为基点G。
　　2、用户A选择一个私有密钥k，并生成公开密钥（公钥PB）K=kG。
　　3、用户A将Ep(a,b)和点（公钥）K，G传给用户B。
　　4、用户B接到信息后 ，将待传输的明文（M）编码到Ep(a,b)上一点M，并产生一个随机整数r（r<n）。加密开始
　　5、用户B计算点C1=M+rK；C2=rG。
　　6、用户B将C1、C2传给用户A。
　　7、用户A接到信息后，计算C1-kC2，结果就是点M。因为C1-kC2=M+rK-k(rG)=M+rK-r(kG)=M
　　再对点M进行解码就可以得到明文。

　　密码学中，描述一条Fp上的椭圆曲线，常用到六个参量：
　　T=(p,a,b,G,n,h)。
　　（p 、a 、b 用来确定一条椭圆曲线，G为基点，n为点G的阶，h 是椭圆曲线上所有点的个数m与n相除的整数部分）

　　这几个参量取值的选择，直接影响了加密的安全性。参量值一般要求满足以下几个条件：

　　1、p 当然越大越安全，但越大，计算速度会变慢，200位左右可以满足一般安全要求；
　　2、p≠n×h；
　　3、pt≠1 (mod n)，1≤t<20；
　　4、4a3+27b2≠0 (mod p)；
　　5、n 为素数；
　　6、h≤4。

第二周：

完成内容：

快速上手指南介绍GmSSL的编译、安装和gmssl命令行工具的基本指令。
下载源代码(zip)，解压缩至当前工作目录
$ unzip GmSSL-master.zip

编译与安装
Linux平台 (其他平台的安装过程见编译与安装)
$ ./config no-saf no-sdf no-skf no-sof no-zuc
$ make
$ sudo make install
安装之后可以执行gmssl命令行工具检查是否成功
$ gmssl version
GmSSL 2.0 - OpenSSL 1.1.0d
SM4加密文件
$ gmssl sms4 -e -in -out .sms4
enter sms4-cbc encryption password:
Verifying - enter sms4-cbc encryption password:
解密
$ gmssl sms4 -d -in .sms4
enter sms4-cbc decryption password:
生成SM3摘要
$ gmssl sm3
SM3(yourfile)= 66c7f0f462eeedd9d1f2d46bdc10e4e24167c4875cf2f7a2297da02b8f4ba8e0
生成SM2密钥并签名
$ gmssl genpkey -algorithm EC -pkeyopt ec_paramgen_curve:sm2p256v1 -out signkey.pem
$ gmssl pkeyutl -sign -pkeyopt ec_scheme:sm2 -inkey signkey.pem -in -out .sig
可以将公钥从signkey.pem中导出并发发布给验证签名的一方
$ gmssl pkey -pubout -in signkey.pem -out vrfykey.pem
$ gmssl pkeyutl -verify -pkeyopt ec_scheme:sm2 -pubin -inkey vrfykey.pem -in -sigfile .sig
生成SM2私钥及证书请求
$ gmssl ecparam -genkey -name sm2p256v1 -text -out user.key
$ gmssl req -new -key user.key -out user.req
查看证书请求内容：
$ gmssl req -in user.req -noout -text -subject

关于代码：加解密的代码已有，正在根据原理理解调试中。

第三周

情况似乎有点变化。。周一在给老师汇报进度以后，发现我们之前的理解有点问题。要做的应该是用Python程序调用gmssl的工具，所以说sm2的具体实现在工具箱里面是已经有了的。原来给的链接是用命令行调用的，而我们需要做的是通过写Python程序进行调用。
所以做的方向和之前相比应该做出相应的调整。
参考pyOpenSSL的来实现gmssl。
我实现的sm2的加解密以及签名验签：

完成的任务：
1、在Windows环境下重新装了pip和gmssl

2、完成调用代码的编写（代码已上传到码云）
3、调试成功运行调用代码
（中途因为版本问题3.4版本问题出现了）

更换到最新版本问题得以解决

课程设计总结

1、一开始通过MOOC课程学习了Python基本语法，也调试了书上的一些编程例子；
2、根据自己做的版块，一开始是实现sm2算法，中途和老师交流以后发现自己一开始对题目理解有偏差，应该做的是用Python语句调用gmssl以实现相应的功能；
3、参考Python实现OpenSSL中rsa跑通实现sm2的
4、关安全通信：只实现了OpenSSL的。
5、总的来说每周都做了相应的工作，从学习基本语言到深入理解算法再到最终实现自己负责的板块，收获很大，同时也要感谢老师和队友整个工程的帮助！

参考资料

1、国密工具箱
2、pyOpenssl简介

《信息安全工程技术应用》课程设计个人报告

原文：https://www.cnblogs.com/yjtblog/p/10928054.html