结论 27

致谢 28

参考文献 29

附录 python 语言的程序编码 32

1 绪论

本科毕业设计说明书 第 1 页

自 21 世纪起，计算机、互联网的高速发展及普及，使得信息能够的快速传递，足以让 我们做到“秀才不需出家门，便可知晓天下事”。虽然信息化为我们创造了信息的便利，但 也同样让我们处于在没有个人隐秘的时代（比如前几天的 onion 勒索病毒），对于国家也是 如此。2014 年，提到：没有网络信息的安全就没有国家的安全。那么，如何确保 网络上的信息的安全？我们平时从家里出远门时都要锁门，是为了保证家里物品的安全，但 是这个锁，又不能用别人的锁，否则会不安全。对于信息也是如此，我们用自己的“锁”对 信息“加锁”，也就保证了信息的安全。其实，这个“锁”就是密码技术，“加锁”就是加 密，而“自己的方法”就是国产商用密码，也叫国产密码。

密码技术，是通过使用一些数学方法，对信息进行数学变换或者运算，将隐秘的消息转 换成为乱码的文字信息，使得除了指定的人来接收以外，其他的任何人都不能够从中得到一 切所有用的信息，而且也不能够对这种乱码文字进行更改、伪造。而负责研究密码技术的学 科叫做密码学，存在有两个分类，一个是密码编码学，另一个是密码分析学。密码编码学是 通过对信息进行编码，从而使信息能够保密；密码分析学意在研究和分析，运用哪些方法能 够攻破密码。二者相辅相成。

密码系统(也叫密码体制)，由明文(M)、密文(C)、密钥(K)，加密算法、解密算法五个部 分组成。对数据进行加密的实现过程是这样的方法: 发送方鲍勃用加密密钥，通过加密算法， 对信息加密，然后再发送出去。接收方爱丽丝接收到密文之后，用解密密钥来解密，使密文 恢复成为明文。如果在传输的过程中有人中途窃取，那么他只能得到乱码文字，而且无法通 过编码知晓，从而信息就有了一定的保密性质。

国家商用密码管理办公室从国家信息安全的角度出发，制定了一系列国家商用密码算法 标准，即为国家商用密码（国产密码，也叫国产加密算法）。这些标准按密钥方式或划分可 分为对称加密算法，非对称加密算法和散列（哈希 hash）算法三类。其中对称加密算法含有： SM1、SM4、SM7、祖冲之密码（ZUC）等；非对称加密算法含有：SM2、SM9；而 SM3 则是属于 散列算法。

本文通过对国产密码这三个类别中，分别取其中的 SM4、SM2、SM3 这三类密码算法进行 研究，并与国际上 DES、RSA 等算法进行对比，最后就 SM4 算法进行了编程实现。

2 对称密码

2.1  对称密码体制

对称密码体制是一种非常传统的密码，又叫做单密钥密码（简称单密钥），或者是秘密 密钥密码体制。一个密码体制被称为是对称密码体制，那么该密码的加密密钥与解密密钥相 同；或者虽不同，但是可以从其中的一个很容易计算出另一个。对称密码体制具有一下特点：

一个是加密密钥与解密密钥相同，或者本质上相同；另一个是密钥必须严格的保密[2]。这说明密钥的保密意味着密码通信系统的安全性得到了保障。通信双方对信息进行加密以后，信 息可以在任意一个信道上传输，但是在双方传递密钥的过程中，必须提供安全的可靠的信道 来传送。