1. gmssl介绍

GmSSL是一个开源的密码工具箱，支持SM2/SM3/SM4/SM9/ZUC等国密(国家商用密码)算法、SM2国密数字证书及基于SM2证书的SSL/TLS安全通信协议，支持国密硬件密码设备，提供符合国密规范的编程接口与命令行工具，可以用于构建PKI/CA、安全通信、数据加密等符合国密标准的安全应用。GmSSL项目是OpenSSL项目的分支，并与OpenSSL保持接口兼容。

参考链接：gmssl-github链接

2. gmssl安装

GmSSL 3 采用了cmake构建系统。下载源代码后将其解压缩，进入源码目录，执行：

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mkdir build
cd build
cmake ..
make
make test
sudo make install

在make install完成后，GmSSL会在默认安装目录中安装gmssl命令行工具，在头文件目录中创建gmssl目录，并且在库目录中安装libgmssl.a、libgmssl.so等库文件。

测试版本gmssl是否安装成功

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gmssl version

3. SM2

3.1 生成SM2公私钥对

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gmssl sm2keygen -pass 1234 -out sm2.pem -pubout sm2pub.pem

参数：

  • pass 生成的SM2私钥的加密口令；
  • out 生成的SM2私钥；
  • pubout 生成的SM2公钥。

3.2 使用SM2私钥对文件进行签名

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gmssl sm2sign -key sm2.pem -pass 1234 -in data.txt -out sm2.sig

参数：

  • key SM2私钥
  • pass SM2私钥的加密口令
  • id 指定签名使用的的ID（可选项，默认为1234567812345678）
  • in 待签名文件
  • out SM2签名结果

3.3 使用公钥或者数字证书，对数据的SM2签名值验签

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gmssl sm2verify -pubkey sm2pub.pem -in data.txt -sig sm2.sig

参数：

  • pubkey 公钥
  • cert 数字证书
  • id 签名值使用的ID
  • in 待验证的原始数据
  • sig 待验证的签名值

3.4 使用SM2公钥或者数字证书对数据进行加密

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gmssl sm2encrypt -pubkey sm2pub.pem -in data.txt -out sm2.der

参数：

  • pubkey 公钥
  • cert 数字证书（如果使用数字证书进行数据加密时使用此参数）
  • in 待加密数据
  • out SM2加密结果

3.5 使用SM2私钥对加密数据进行解密

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gmssl sm2decrypt -key sm2.pem -pass 1234 -in sm2.der

参数：

  • key SM2私钥
  • pass SM2私钥口令
  • in 待解密数据
  • out 解密结果

4. SM3

4.1 计算数据的SM3哈希值

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echo -n abc | gmssl sm3		//计算‘abc’字符串的sm3哈希

若要对文件进行sm3哈希，可以用下面的命令。

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gmssl sm3 -in 输入文件路径 -out 输出文件路径

4.2 使用SM3算法和私钥计算数据的HMAC值

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echo -n abc | gmssl sm3hmac -key 11223344556677881122334455667788

若要对文件进行sm3hmac哈希，可以用下面的命令。

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gmssl sm3hmac -key 11223344556677881122334455667788 -in 输入文件路径 -out 输出文件路径

可以学习了一下什么是HMAC值，参考链接如下：hmac_百度百科 (baidu.com)

HMAC是密钥相关的哈希运算消息认证码（Hash-based Message Authentication Code）的缩写，由H.Krawezyk，M.Bellare，R.Canetti于1996年提出的一种基于Hash函数和密钥进行消息认证的方法，并于1997年作为RFC2104被公布，并在IPSec和其他网络协议（如SSL）中得以广泛应用，现在已经成为事实上的Internet安全标准。它可以与任何迭代散列函数捆绑使用。

5. SM4

参数：

  • key SM4加密解密使用的长度为128bit的key，使用16进制表示
  • iv SM4加密使用的IV
  • encrypt 进行加密
  • decrypt 进行解密
  • cbc 使用CBC模式
  • ctr 使用CTR模式
  • in 待加密/解密数据
  • out 加密/解密结果

首先定义key与iv

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KEY=11223344556677881122334455667788
IV=11223344556677881122334455667788

5.1 使用SM4算法进行加密和解密——使用CBC模式

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echo 20201307lcy | gmssl sm4 -cbc -encrypt -key $KEY -iv $IV -out sm4.cbc
gmssl sm4 -cbc -decrypt -key $KEY -iv $IV -in sm4.cbc

5.2 使用SM4算法进行加密和解密——使用CTR模式

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echo 20201307lcy | gmssl sm4 -ctr -encrypt -key $KEY -iv $IV -out sm4.ctr
gmssl sm4 -ctr -decrypt -key $KEY -iv $IV -in sm4.ctr

6. SM9

6.1 生成SM9算法的主公钥和主私钥

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gmssl sm9setup -alg sm9sign -pass 1234 -out sign_msk.pem -pubout sign_mpk.pem

6.2 通过主私钥生成用户的SM9密钥

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gmssl sm9keygen -alg sm9sign -in sign_msk.pem -inpass 1234 -id alice -out alice.pem -outpass 1234

6.3 通过用户SM9私钥对数据进行签名

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gmssl sm9sign -key alice.pem -pass 1234 -in data.txt  -out hello.sig

6.4 通过SM9主公钥及用户id对签名值进行验签

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gmssl sm9verify -pubmaster sign_mpk.pem -id alice -in data.txt -sig hello.sig