【转载】通俗不易懂聊国密——物联网安全知识讲解之一

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说到物联网安全，就不得不提国密了。

也许你也曾听过，有客户问，你们这个产品，支持不支持国密呀。

也许，你也曾一边点头一边摇头。

也许你怕你不小心的迟疑，被对方看出你的不自信。

也许你可能也怕你的豪放，客户会忍不住与你深入探讨。

因为有可能你不太清楚，什么是国密。

下面这文章就聊聊国密吧。

我可能讲的通俗，但是未必会讲得懂。如果已经知道什么是国密的，请不要“揭穿”我的通俗。

首先，什么是国密呢。

这个国密，即国家密码局认定的国产密码算法，也就是商用密码。

那，什么是商用密码呢。

商用密码是商用密码技术和商用密码产品的总称。

也就是它可以是一种技术，也可以是一种产品。

国密算法呢，是国家密码局制定标准的一系列的算法。

那，国密算法到底有哪些呢

笔者了解到的国密算法主要有：

SM1，SM2，SM3，SM4，SM5，SM6，SM7，SM8，SM9 ， ZUC。

要聊国密，聊什么呢。

先说说这几个国密里，哪些是公开的，哪些是不公开的。

其中，SM1，SM5，SM6，SM7，SM8算法细节并未公开。

SM2，SM3，SM4，SM9，ZUC是已公开的。

这个怎么理解呢。也许就有人问，那既然算法不公开，那这个算法怎么用呀，谁来用呀。

以SM1来说，SM1是不公开的。

SM1算法是对称算法，但不公开算法细节。那怎么用呢。

该算法则以IP核的形式存在于芯片中。然后应用于智能IC卡，密码钥匙，加密卡等安全产品中。

也就是对于这种不公开的算法，笔者的理解应该是，只能使用现成的，集成好的芯片或产品中。而不需要使用者，在他的产品中，加入该算法。

通俗地讲，比如，你有一个单片机，什么STM32单片机，或者别的ARM芯片做了一个IOT模块。你的IOT要和服务器通信，要使用像SM1等这类不公开的算法几乎是不可能的。

当你听到以下类似的内容，你要谨慎了。

比如，

“放心，我们的IOT所有国密都支持”。

“我们的服务器是使用SM1加密的，你们能支持吗？”

“我们支持有SM2。如果要做SM5，6，7，8，没问题”

当你听到类似的对话，就要谨慎一些，别把自己的产品坑了，也把别客户坑了。

那对于SM2，SM3，SM4，SM9，ZUC是公开的。也就是用户是可以把这些算法集成到他们的产品中，或者遇到有需要国密场景的，是可以使用公开的算法处理的。

大概理解下来，如果对方有国密要求，而且要求的国密是属于未公开算法的，那么这种情况，IOT设备一般都不能直接使用，都需要扩展支持国密的芯片或产品。

如果对方要求的国密范围是属于公开算法的，这种情况下，IOT设备是可以把算法集成到产品中，不需要扩展芯片或安全产品。这个不需要不代表不可以。如果IOT设备自己不想集成算法，那就扩展芯片或安全产品即可。

刚才我们已经介绍了哪些是公开的，哪些是不公开的。

不公开算法的，我们就不继续讨论了。

那公开算法的，又怎么使用呢。

有好几种算法是公开的，这些算法都有什么区别，什么特点。

什么情况下可以用哪些算法。

在讨论这几个公开算法前，我们就需要先聊一聊，常见的加密算法有哪些呢。

这里就说三种：

1 对称加密。

2 非对称加密

3 摘要算法。

其实摘要算法，说不上是加密，后面会讲到的。

那就先说说对称加密和非对称加密。

什么是对称加密呢。既然有加密，那就存在有解密。如果没有解密，那么加密就没有意义了。

因为通信是建立在双方的。下面开始我们的谍战片。

特务组织要给特务分子发消息，传达任务。

特务分子要给特务组织回消息，汇报任务。

但是他们的传递的消息是加密的。特工队就派头号特工邱特工去想尽一切办法破解他们的消息。

首先，邱特工截获了特务组织给特务分子的电报，同时也截获了特务分子回到组织的电报。

但是邱特工愣是看不懂电报的内容。于是邱特工在想，是不是需要个密码本，才能破解电报。

以邱特工一人之力，目前还不足以破解密码本，怎么办呢。于是邱特工想到了一个办法。

邱特工抓了特务分子，严刑逼供和利诱：“你说不说，你说不说。。”

特务一脸的委屈：“你倒是问呀。”

“你们的电报要怎么破解。”

“我们的电报是需要密码本的，密码本就在我口袋里，你拿去就是了。”

“就这么简单吗？”

“是的，我们组织和我用的电报是同一个密码本加密的，只要你有这个密码本，就能破解双向的电报了”

于是，邱特工拿着密码本，成功了破解了来往的电报，完成了任务。

这个就是对称加密。

在数据通信中，通信双方使用的是同一个秘钥进行加密和解密。

也称为单秘钥加密。

对于使用对称加密的，因为使用的是同一个秘钥，只要第三者拿到秘钥，就能破解双方的来往数据通信内容。

那么非对称加密是什么样的呢。

回到我们的谍战片。

话说特务组织的电报被破解后，特务组织升级了加密。邱特工用原来的密码本破解不了截获的电报。

邱特工想到可能密码本换了。

于是邱特工很顺利地偷到了特务分子的密码本。

邱特工开始解密。

邱特工发现，用该密码本，只能解密特务组织给特务分子的电报。破解不了特务分子给特务组织发的电报。

邱特工实在想不通。

邱特工又抓来特务。“你说不说。。。”

“大哥，我说，我说。。”

“我还没有问，你说什么呀说。。”

“自从你上次破解电报后，我们组织就升级了加密。使用了非对称加密。组织使用一套密码本，我们特工使用另一个密码本。组织给我们发的电报，用组织的密码本加密，是用我们的密码本来才能破解。反过来，我们给组织发的电报，是用我们的密码本加密，组织用他们的密码本解密。如果你只是拿到一本密码本，只能破解单方向的电报。”

“你这么说，我还得跑去你们组织总部抢另一套密码本不成？”

“理论上讲，是的。”

寒冷的冬天里，对面这种非对称加密的通信，邱特工实在无能为力。

于是邱特工辞去了特工的身份和工作，在寒冷的冬天里，改了名，跑去卖HMI和PLC了。

这大概就是对称和非对称加密了。

可以看出，对称加密就是双向共同使用同一个密码本。

而非对称加密是，有两个密码本，双方向各拿一个。

从安全性来讲，非对称加密更为安全一些。但也相对更为复杂，运算慢一些。

回到我们刚才说的国密里，SM2，SM3，SM4，SM9，ZUC是公开的。

SM4，ZUC是属于对称加密的。

SM2，SM9是属于非对称加密的。

ZUC也就是祖冲之密码。

这里我们不谈密码算法具体是什么实现了。

等等，好像我们漏了什么东西。

SM3呢，是什么。

SM3呢，其实是一个密码摘要算法。

什么是摘要算法呢。直接从字面上理解，摘要嘛，也就是从一篇文本中，摘抄或总结小段有代表性的文本，用来表示该篇文章。

摘要算法也是一样的。比如，对于一个文件，我们要想确保文件的准确性或唯一性，可能需要看文件的属性，比如，常见的就是MD5。

我们常说，比较两个文件的MD5，如果两个文件的MD5是一样的，就可以认为两个文件是一样的，而不是两个文件每一个字节逐个对比。

所以，SM3可以类比于MD5，是属于摘要算法。

摘要算法不具备解密性。

也就是你知道一个文件的MD5，是不能通过这个MD5，反解密该文件的具体内容的。

摘要算法一般的应用场景如何呢。

就比如说，在某种场合，需要传输文件，但是传输过程中，可能文件会被恶意修改。那如何判断传输的文件到对方那里之后，还是完整的或者没有被修改过呢。

这时候就可以使用了摘要算法了。

服务器要给IOT设备传文件，同时服务器告诉IOT说，这个文件的MD5是多少。然后就开始传文件了。当IOT接收完文件之后，就算一下这个文件的MD5，看得出来的结果是不是服务器原先告知的MD5，如果是，说明文件传输完成，并且没有被修改过。

同理，在这个应用中，可以不使用MD5，而是使用SM3 国密。

因为MD5和SHA-1算法已经存在有已知的各种碰撞攻击方法，不再是安全的算法的，使用SM3替代MD5也是物联网安全或者互联网安全比较重要的。

最后我们大概再小小的总结一下：

0 国密就是国家密码局认定的国产密码算法，也就是商用密码。

1  国密有很多，SM1，SM2，SM3，SM4，SM5，SM6，SM7，SM8，SM9 ， ZUC。

2  国密里，有公开算法的，有不公开的。

   其中：SM1，SM5，SM6，SM7，SM8算法细节并未公开。这种应用一般就是使用现成的芯片或模块产品。

3 算法里，区分有对称加密和非对称加密，还有摘要算法。

4 摘要算法，不具备解密性。只是用来对某个文件或某段数据的特征表示。

5 一般来说，非对称加密要比对称加密安全一些。因为非对称加密是需要有多个秘钥的，对于重要的数据或信息，比如账户信息，登录验证信息等，常用非对称加密。

6 对称加密虽然安全性不如非对称性加密，但是加密和解密速度一般比较快，常用于大数据通信或者通信频率比较快的场合，或者对时效要求比较高的。