# rust_sm9

**Repository Path**: kingflag-gq/rust_sm9

## Basic Information

- **Project Name**: rust_sm9
- **Description**: 基于rust语言的国密SM9实现
- **Primary Language**: Rust
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 1
- **Created**: 2023-10-21
- **Last Updated**: 2026-01-05

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: sm9

## README

# rust_sm9

## 简介：
利用rust语言实现国密sm9算法中的部分算法，包括数字签名算法、密钥封装机制和公钥加解密算法。
#### SM9：
SM9是中华人民共和国政府采用的一种标识密码标准，由国家密码管理局于2016年3月28日发布，相关标准为“GM/T 0044-2016 SM9标识密码算法”。其利用椭圆曲线对实现的基于标识的数字签名算法、密钥交换协议、密钥封装机制和公钥加密与解密算法，包括数字签名生成算法和验证算法。
#### RUST：
Rust是一种现代的、强类型的、系统级编程语言。它被设计用于编写高性能、并发、安全的系统，并且可以避免常见的内存安全问题，如空指针和数据竞争。其特点包括：零成本抽象、无运行时开销、内存安全、并发安全、线程安全、高性能等。


##  整体框架

![输入图片说明](2023-10-21%20231634.png)

##  运行结果
####  生成加解密密钥
![输入图片说明](%E5%AF%86%E9%92%A5%E7%94%9F%E6%88%90.png)
####  加密明文
![输入图片说明](%E5%8A%A0%E5%AF%86%E6%98%8E%E6%96%87.png)
####  解密密文
![输入图片说明](%E8%A7%A3%E5%AF%86%E5%AF%86%E6%96%87.png)
####  生成签名密钥
![输入图片说明](%E7%AD%BE%E5%90%8D%E5%AF%86%E9%92%A5%E7%94%9F%E6%88%90.png)
####  生成签名
![输入图片说明](%E7%94%9F%E6%88%90%E7%AD%BE%E5%90%8D.png)
####  验证签名
![输入图片说明](%E7%AD%BE%E5%90%8D%E9%AA%8C%E8%AF%81.png)

##  结构体说明
  `pub struct Gfp(pub[u64;8])`   //利用元组结构体来表示与内元素 Ex：`SM9_TWO: Gfp = Gfp([2,0,0,0,0,0,0,0]);`


  `pub struct Gfp2{
    pub x:Gfp,
    pub y:Gfp,
}`    //由两个域内元素构成二次扩域，同理四次扩域为两个二次扩域元素表示，十二次扩域由3个四次扩域元素构成


 `pub struct SM9_POINT {
    pub x:Gfp,
    pub y:Gfp,
    pub z:Gfp,
}`   //椭圆曲线上的点，以Jacobian加重射影坐标表示，由三个Gfp构成

 `pub struct SM9_TWIST_POINT {
    pub x:Gfp2,
    pub y:Gfp2,
    pub z:Gfp2,
}`   //扭曲线上的点，以Jacobian加重射影坐标表示，由三个Gfp2构成


 `pub struct SM9_ENC_MASTER_KEY{
    pub Ppube: SM9_POINT,
    pub ke: Gfp,
}`   //加密主密钥，由加密主公钥Ppube和主私钥ke构成

`pub struct SM9_ENC_KEY{
    pub Ppube: SM9_POINT,
    pub de: SM9_TWIST_POINT,
}`    //解密密钥，由加密主公钥Ppube和用户私钥de构成

 `pub struct SM9_SIGN_MASTER_KEY{
    Ppubs: SM9_TWIST_POINT,
    ks: Gfp,
}`   //签名主密钥，由签名主公钥Ppubs和签名主私钥ks构成

`pub struct SM9_SIGN_KEY{
    Ppubs: SM9_TWIST_POINT,
    ds: SM9_POINT,
} `   //验证密钥，由签名主公钥Ppubs和用户签名私钥ds构成



##  使用说明
1.  代码只实现了SM9算法，并不适合用实际应用。
2.  由于代码已在作者电脑上编译完成，可以直接双击exe文件运行。
3.  本项目依赖于北航KNOC LAB和Cryptape Technology LLC合作开发的中国密码算法标准的开源纯rust库 libsm，想要重新编译或者对代码进行修改需要自行下载libsm，并将其地址添加到Cargo.toml中。对于其他所依赖的库，编译时主机联网可自动下载。
4.  程序运行后可以根据需要选择相应功能。不过请注意在生成用户密钥这部分，由于生成的用户私钥根据sm9算法不会让用户得到，并且程序不会将其保存在本地，因此在生成密钥后程序不能被关闭，否则加解密时或者签名及验证时会提示不存在该用户的私钥，此时需要重新生成用户新的密钥。
5.  由于加解密算法流程中包含了密钥封装机制，因此程序并未单独展示密钥封装，如需要单独使用密钥封装，请自行对代码进行修改。
6.  代码中所有的需要使用随机数的部分都已配置了随机数发生器，因此利用参考文档中的数据进行测试时结果会和文档不一样。若想要得到和文档中相同的结果，请自行将产生随机数部分代码注释，并添加参考文档中的固定数据。
7.  若是输入完生成的密钥、密文、签名等后出现闪退，则应是输入的密钥、密文、签名等格式不对，触发了panic

## 参考文档：
《GMT 0044-2016 SM9 标识密码算法》1-5

## 参考项目
GmSSL：北京大学自主开发的国产商用密码开源库，实现了对国密算法、标准和安全通信协议的全面功能覆盖。
##  说明
由于代码是作者自学rust以及sm9三个月实现的，因此实现过程中可能会出现一些未知的错误。