SM3加密算法详解与应用方案

关于js加密

一、SM3算法简介

SM3是中国国家密码管理局2010年发布的商用密码杂凑算法标准，生成256位固定长度的哈希值，适用于数字签名、消息认证、密码存储等场景。其设计基于Merkle-Damgård结构，安全性等效于国际SHA-256算法，但采用定制化的压缩函数增强抗攻击能力。

二、核心流程

0. 消息填充 将输入补足至512位倍数（补1+0...0+64位消息长度）
1. 消息扩展 将512位分组扩展为132个32位字
2. 迭代压缩 通过64轮压缩函数更新8个寄存器状态
3. 结果生成 最终寄存器组合输出256位哈希值4

三、代码演示

C# 实现（需BouncyCastle库）

using Org.BouncyCastle.Crypto.Digests;
using Org.BouncyCastle.Utilities.Encoders;
 
public string SM3Encrypt(string input)
{
    byte[] msg = Encoding.UTF8.GetBytes(input);
    byte[] md = new byte[32]; // 256位输出 
    
    SM3Digest sm3 = new SM3Digest();
    sm3.BlockUpdate(msg, 0, msg.Length);
    sm3.DoFinal(md, 0);
    
    return Hex.ToHexString(md).ToUpper(); // 返回十六进制字符串 
}
// 示例：SM3Encrypt("123") → "66C7F0F462EEEDD9D1E2DDBE0F4..."

引用自1，需安装NuGet包 BouncyCastle.Cryptography

JavaScript 实现（纯前端）

// 精简版SM3实现（完整代码见引用）
function sm3(input) {
  // 初始化寄存器
  let reg = [0x7380166f, 0x4914b2b9, ...];
  
  // 消息填充与分组 
  let chunks = padMessage(input); 
  
  // 迭代压缩
  chunks.forEach(chunk  => {
    for (let j = 0; j < 64; j++) {
      const SS1 = rotateLeft(reg[0](), 12) + reg[4]()  + rotateLeft(0x79CC4519, j);
      // ...压缩函数逻辑...
    }
  });
  
  return reg.map(num  => num.toString(16)).join('').toUpperCase(); 
}
// 调用：sm3("123")

引用自2，兼容IE浏览器

四、优缺点分析

优势	局限
🔒 安全性强：抗碰撞攻击优于MD5/SHA-13	🌐 生态支持弱：非全球通用标准
🇨🇳 国产合规：满足中国商用密码要求	⏱ 性能损耗：比MD5慢约30%
💻 免费开源：无专利限制	📚 文档较少：中文资料为主
📏 固定输出：总为256位，易存储

五、SM3 + JsJiami 结合方案

方案1：代码完整性保护

操作步骤：

0. 用JsJiami混淆核心代码
1. 使用SM3计算混淆后代码的哈希值
2. 将哈希值编译进WebAssembly模块
3. 前端运行时重新计算哈希并与WASM存储值比对

优势：防止篡改，识别恶意注入

方案2：授权验证系统

// 前端验证伪代码
async function verifyLicense(key) {
  const realHash = "A3F5..."; // 后端预计算的SM3哈希
  const inputHash = await sm3(key); // 前端SM3计算 
  
  if (inputHash === realHash) {
    unlockPremiumFeatures(); // 授权通过 
  } else {
    alert("无效授权码");
  }
}

流程说明：

0. 用户购买后获得授权码
1. 后端用SM3哈希授权码并存储
2. 前端输入授权码后实时计算SM3对比
3. 匹配则激活功能

注意：需配合后端防重放攻击，建议添加时间戳/Salt

结合价值

0. 双层防护：Jsjiami防逆向 + SM3防篡改
1. 合规性：满足国内密码应用要求
2. 轻量化：前端SM3实现仅需10KB