利用Django写一个sm2加密算法

<think>我们参考引用内容，特别是引用[4]提到了GmSSL库，它是支持国密SM2/SM3/SM4算法的OpenSSL分支。因此，在Django中实现SM2加密算法，我们可以使用GmSSL库（或者python的gmssl包）来提供SM2加密功能。步骤：1.安装gmssl包：使用pip安装gmssl库。2.在Django项目中，我们可以创建一个工具模块（例如crypto_utils.py）来实现SM2加密解密功能。3.在需要的地方调用这个工具模块。注意：SM2是非对称加密算法，需要生成密钥对。通常，公钥用于加密，私钥用于解密。示例代码：首先，安装gmssl包：```bashpipinstallgmssl```然后，在Django项目中创建一个crypto_utils.py文件，实现SM2加密解密：```pythonfromgmsslimportsm2,funcclassSM2Crypto:def__init__(self,private_key=None,public_key=None):#如果提供了私钥和公钥，则使用提供的密钥，否则生成新的密钥对ifprivate_keyisNoneorpublic_keyisNone:self.private_key,self.public_key=self.generate_key_pair()else:self.private_key=private_keyself.public_key=public_keyself.sm2_crypt=sm2.CryptSM2(public_key=self.public_key,private_key=self.private_key)@staticmethoddefgenerate_key_pair():"""生成SM2密钥对"""private_key=func.random_hex(sm2.KEY_LEN)#生成私钥public_key=sm2.CryptSM2(private_key=private_key).get_public_key()#根据私钥计算公钥returnprivate_key,public_keydefencrypt(self,data):"""使用公钥加密数据"""#注意：gmssl的sm2加密需要将数据转换为bytesdata_bytes=data.encode('utf-8')enc_data=self.sm2_crypt.encrypt(data_bytes)returnenc_data.hex()#返回十六进制字符串，方便存储defdecrypt(self,enc_data_hex):"""使用私钥解密数据"""#将十六进制字符串转换为bytesenc_data_bytes=bytes.fromhex(enc_data_hex)dec_data_bytes=self.sm2_crypt.decrypt(enc_data_bytes)returndec_data_bytes.decode('utf-8')#示例使用if__name__=='__main__':#实例化SM2Crypto，如果没有传入密钥，则自动生成sm2_crypto=SM2Crypto()print("私钥:",sm2_crypto.private_key)print("公钥:",sm2_crypto.public_key)#加密data="Hello,SM2加密!"enc_data=sm2_crypto.encrypt(data)print("加密结果:",enc_data)#解密dec_data=sm2_crypto.decrypt(enc_data)print("解密结果:",dec_data)```在Django中，我们可以将密钥对存储在安全的地方（比如环境变量或配置文件中），然后在需要加密解密的地方使用。例如，在视图函数中：```pythonfromdjango.httpimportJsonResponsefrom.crypto_utilsimportSM2Crypto#假设我们已经配置了公钥和私钥（这里从环境变量获取）importosprivate_key=os.getenv('SM2_PRIVATE_KEY')public_key=os.getenv('SM2_PUBLIC_KEY')sm2_crypto=SM2Crypto(private_key=private_key,public_key=public_key)defencrypt_view(request):ifrequest.method=='POST':data=request.POST.get('data')ifdata:enc_data=sm2_crypto.encrypt(data)returnJsonResponse({'encrypted_data':enc_data})else:returnJsonResponse({'error':'Nodataprovided'},status=400)else:returnJsonResponse({'error':'Methodnotallowed'},status=405)defdecrypt_view(request):ifrequest.method=='POST':enc_data=request.POST.get('encrypted_data')ifenc_data:try:dec_data=sm2_crypto.decrypt(enc_data)returnJsonResponse({'decrypted_data':dec_data})exceptExceptionase:returnJsonResponse({'error':str(e)},status=400)else:returnJsonResponse({'error':'Noencrypteddataprovided'},status=400)else:returnJsonResponse({'error':'Methodnotallowed'},status=405)```注意：在实际应用中，私钥必须严格保密，不能泄露。公钥可以公开。另外，引用[5]提到了公文管理中的解密操作，我们可以参考上述方法实现公文内容的加密存储和解密读取。安全建议：1.私钥的存储：使用环境变量或密钥管理服务（如Vault）存储私钥，避免硬编码在代码中。2.加密数据存储：将加密后的数据（十六进制字符串）存储在数据库中。以上就是在Django中实现SM2加密算法的基本方法。§§相关问题§§1.如何在Django中安全地存储SM2的私钥？2.除了SM2，国密算法还有哪些？在Django中如何实现？3.SM2加密算法的性能如何？在大量数据加密时需要注意什么？</think>### 在Django中实现SM2加密算法 在Django项目中实现国密SM2加密算法，推荐使用`GmSSL`库（引用[4]中提到的国密算法实现）。以下是完整实现步骤和示例代码： #### 1. 安装依赖库 ```bash pip install gmssl pycryptodome ``` #### 2. 创建SM2工具类 在Django项目中创建`utils/crypto.py`文件： ```python from gmssl import sm2, func from Crypto.PublicKey import ECC import base64 class SM2Crypto: def __init__(self, private_key=None, public_key=None): # 生成密钥对（若未提供） if not private_key or not public_key: key = ECC.generate(curve='SM2') private_key = key.export_key(format='PEM') public_key = key.public_key().export_key(format='PEM') self.private_key = private_key self.public_key = public_key self.crypt_sm2 = sm2.CryptSM2( private_key=self.extract_hex(private_key), public_key=self.extract_hex(public_key) ) @staticmethod def extract_hex(pem_key): """从PEM格式提取16进制密钥""" return ''.join(pem_key.split('\n')[1:-2]) def encrypt(self, plaintext): """SM2加密""" ciphertext = self.crypt_sm2.encrypt(plaintext.encode()) return base64.b64encode(ciphertext).decode() def decrypt(self, ciphertext): """SM2解密""" cipher_bytes = base64.b64decode(ciphertext) return self.crypt_sm2.decrypt(cipher_bytes).decode() def sign(self, message): """生成数字签名""" random_hex_str = func.random_hex(sm2.KEY_LEN) signature = self.crypt_sm2.sign(message.encode(), random_hex_str) return base64.b64encode(signature).decode() def verify(self, message, signature): """验证数字签名""" sig_bytes = base64.b64decode(signature) return self.crypt_sm2.verify(sig_bytes, message.encode()) ``` #### 3. 在Django视图中使用 在视图文件（如`views.py`）中： ```python from django.http import JsonResponse from .utils.crypto import SM2Crypto # 初始化加密对象（实际项目中应从安全存储获取密钥） sm2 = SM2Crypto() def encrypt_data(request): if request.method == 'POST': data = request.POST.get('data') encrypted = sm2.encrypt(data) signature = sm2.sign(data) return JsonResponse({ 'encrypted': encrypted, 'signature': signature }) def decrypt_data(request): if request.method == 'POST': encrypted = request.POST.get('encrypted') signature = request.POST.get('signature') plaintext = sm2.decrypt(encrypted) # 验证签名（引用[5]公文管理需求） if sm2.verify(plaintext, signature): return JsonResponse({'decrypted': plaintext}) return JsonResponse({'error': '签名验证失败'}, status=400) ``` #### 4. 密钥管理建议 1. **安全存储**（引用[4]）： ```python # 从环境变量获取密钥 import os private_key = os.getenv('SM2_PRIVATE_KEY') public_key = os.getenv('SM2_PUBLIC_KEY') sm2 = SM2Crypto(private_key, public_key) ``` 2. **数据库加密**（引用[5]公文管理）： ```python from django.db import models from .utils.crypto import SM2Crypto class Document(models.Model): content = models.TextField() # 存储加密文本 signature = models.CharField(max_length=255) # 存储签名 def set_encrypted_content(self, plaintext): sm2 = SM2Crypto() self.content = sm2.encrypt(plaintext) self.signature = sm2.sign(plaintext) def get_decrypted_content(self): sm2 = SM2Crypto() plaintext = sm2.decrypt(self.content) if sm2.verify(plaintext, self.signature): return plaintext raise ValueError("公文签名无效") ``` #### 5. HTTPS配置（引用[3]） ```bash # 启动HTTPS服务 python manage.py runsslserver \ --certificate path/to/cert.crt \ --key path/to/private.key ``` ### 关键注意事项 1. **密钥长度**：SM2密钥固定为256位（32字节） 2. **加密限制**：单次加密最大长度约200字节，长数据需分段处理 3. **性能优化**：频繁加密操作建议使用连接池 4. **合规性**：确保符合《密码法》要求，商用系统需使用认证硬件 > 实际部署时建议使用硬件加密模块(HSM)管理密钥[^4]