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PHP 如何实现 SM2/SM3/SM4 国密算法的加解密

# 国密算法介绍
SM2、SM3 和 SM4 是中国国家密码管理局制定的一系列商用密码算法标准,主要用于替代国际上广泛使用的 RSA、SHA、AES 等算法。

## SM2 算法
SM2 是一种椭圆曲线公钥密码算法,用于数字签名、密钥交换和公钥加密。其主要特点包括:

- 基于 256 位椭圆曲线
- 安全性与 RSA-2048 相当
- 计算效率高于 RSA
- 支持密钥协商、数字签名和公钥加密功能

## SM3 算法
SM3 是一种密码散列算法,用于数字签名及验证、消息认证码生成及验证、随机数生成等。其主要特点包括:

- 输出长度为 256 位
- 类似于 SHA-256,但采用不同的压缩函数
- 抗碰撞性和抗原像性较强

## SM4 算法
SM4 是一种分组密码算法,用于数据加密。其主要特点包括:

- 分组长度和密钥长度均为 128 位
- 采用 32 轮非线性迭代结构
- 加解密使用相同的密钥扩展算法
- 硬件实现效率高

这些算法已在中国广泛应用于金融、电子政务、工业控制等领域,为信息系统安全提供了重要保障。

# PHP 国密算法的应用
可使用 `ext-openssl` 实现 SM2/SM3/SM4 国密算法的加解密。

`OpenSSL` 对 SM2、SM3 和 SM4 算法的支持是逐步引入的。以下是这些算法在 OpenSSL 中支持的大致时间线：

## SM3 算法：

在 `OpenSSL 1.1.1` 版本中首次引入支持。
发布日期：2018年9月11日

## SM4 算法：

也是在 `OpenSSL 1.1.1` 版本中首次引入支持。
发布日期：2018年9月11日

## SM2 算法：

部分支持在 `OpenSSL 1.1.1` 版本中引入。更完整的支持在后续的小版本更新中逐步增加。

对于完整且稳定的 SM2、SM3 和 SM4 支持，建议使用：

- `OpenSSL 1.1.1d` 及以上版本
- 或者更新的 `OpenSSL 3.0.x` 系列

如果您需要在生产环境中使用这些算法，建议使用最新的稳定版本 `OpenSSL`，以确保获得最佳的性能和安全性。

# 查看 OpenSSL 对国密算法的支持情况

## 列出支持的椭圆曲线：
```shell
openssl ecparam -list_curves | grep SM2
  SM2       : SM2 curve over a 256 bit prime field
```

## 列出支持的消息摘要算法：

```shell
openssl list -digest-algorithms | grep SM3
  RSA-SM3 => SM3
  SM3
  sm3WithRSAEncryption => SM3
  { 1.2.156.10197.1.401, SM3 } @ default
```

## 列出支持的加密算法：

```shell
openssl list -cipher-algorithms | grep SM4
  sm4 => SM4-CBC
  SM4-CBC
  SM4-CFB
  SM4-CTR
  SM4-ECB
  SM4-OFB
  { 1.2.156.10197.1.104.1, SM4-ECB } @ default
  { 1.2.156.10197.1.104.3, SM4-OFB, SM4-OFB128 } @ default
  { 1.2.156.10197.1.104.2, SM4, SM4-CBC } @ default
  { 1.2.156.10197.1.104.7, SM4-CTR } @ default
  { 1.2.156.10197.1.104.4, SM4-CFB, SM4-CFB128 } @ default
```

# PHP 国密加解密代码实例

## 测试内容
```php
$plaintext = "Hello, SM algorithms!";
```

## SM2
```php
// SM2 加密和解密
function sm2Encrypt($publicKey, $data) {
    $pubkeyid = openssl_pkey_get_public($publicKey);
    openssl_public_encrypt($data, $encrypted, $pubkeyid, OPENSSL_PKCS1_PADDING);
    return base64_encode($encrypted);
}

function sm2Decrypt($privateKey, $encryptedData) {
    $prikeyid = openssl_pkey_get_private($privateKey);
    openssl_private_decrypt(base64_decode($encryptedData), $decrypted, $prikeyid, OPENSSL_PKCS1_PADDING);
    return $decrypted;
}

// SM2 公钥
$sm2PublicKey = "-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoEcz1UBgi0DQgAELRNdo1KPkzyU5MjlhGBbVi3pBkR
cJHHVq+mEQoiqOHKoH1PlzBvpTkhN/GHpyMoRZQtdHZ+orXeNZXJvNHPLw==
-----END PUBLIC KEY-----";

// SM2 私钥
$sm2PrivateKey = "-----BEGIN EC PRIVATE KEY-----
MHcCAQEEIFCkl6v9zOSNcxPgOjlVPJH+Ar2AzBGidLHoWMfuKyQdoAoGCCqBHM9V
AYItoUQDQgAELRNdo1KPkzyU5Mj0lhGBbVi3pBkRcJHHVq+mEQoiqOHKoH1PlzBv
pTkhN/GHpyMoRZQtdHZ+orXeNZXJvNHPLw==
-----END EC PRIVATE KEY-----";

// SM2 测试
$sm2Encrypted = sm2Encrypt($sm2PublicKey, $plaintext);
$sm2Decrypted = sm2Decrypt($sm2PrivateKey, $sm2Encrypted);
echo "SM2 Decrypted: $sm2Decrypted\n";
```

## SM3

```php
// SM3 哈希
function sm3Hash($data) {
    return openssl_digest($data, 'sm3');
}

// SM3 测试
$sm3Hashed = sm3Hash($plaintext);
echo "SM3 Hash: $sm3Hashed\n";
```

## SM4

```php
$sm4Key = openssl_random_pseudo_bytes(16); // 128-bit key
$sm4Iv = openssl_random_pseudo_bytes(16);  // 128-bit IV

// SM4 加密和解密
function sm4Encrypt($key, $iv, $data) {
    return openssl_encrypt($data, 'sm4-cbc', $key, 0, $iv);
}

function sm4Decrypt($key, $iv, $encryptedData) {
    return openssl_decrypt($encryptedData, 'sm4-cbc', $key, 0, $iv);
}

// SM4 测试
$sm4Encrypted = sm4Encrypt($sm4Key, $sm4Iv, $plaintext);
$sm4Decrypted = sm4Decrypt($sm4Key, $sm4Iv, $sm4Encrypted);

echo "SM4 Decrypted: $sm4Decrypted\n";
```

请注意与其他语言对接时，必须要使用正确的补位算法，否则可能会产生错误的数据。

- SM4-CBC
- SM4-CFB
- SM4-CTR
- SM4-ECB
- SM4-OFB

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