Go语言商用密码软件
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Go语言商用密码软件，简称GMSM，一个安全、高性能、易于使用的Go语言商用密码软件库，涵盖商用密码公开算法SM2/SM3/SM4/SM9/ZUC。
用户文档
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核心模块
公钥密码算法
SM2 - 椭圆曲线公钥密码算法
SM2 椭圆曲线公钥密码算法的核心实现位于 internal/sm2ec 包中。本实现在性能上与 Go 标准库中 NIST P-256 曲线的原生实现（非 BoringCrypto）相当，并针对 amd64、arm64、s390x、ppc64le、riscv64 和 loong64 架构进行了汇编优化。
功能特性：
- 数字签名算法（GB/T 32918.2-2016）
- 公钥加密算法（GB/T 32918.4-2016）
- 密钥交换协议（GB/T 32918.3-2016）
- 密钥对保护数据格式（GB/T 35276-2017）
详细的性能优化分析和实现细节请参阅 SM2 性能优化 Wiki。
SM9 - 标识密码算法
SM9 标识密码算法的底层数学运算（素域、扩域、椭圆曲线及双线性对）实现于 bn256 包中，支持 amd64、arm64、ppc64x、riscv64 和 loong64 架构的优化实现。
功能特性：
- 密钥生成算法（GM/T 0044-2016）
- 数字签名算法
- 密钥封装机制（KEM）
- 公钥加密算法
- 密钥交换协议
实现细节和优化策略请参阅 SM9 实现及优化 Wiki。
对称密码算法
SM3 - 密码杂凑算法
SM3 密码杂凑算法（GM/T 0004-2012）实现了高效的 SIMD 优化：
架构优化：
- amd64：针对 AVX2+BMI2、AVX、SSE2+SSSE3 指令集优化消息扩展
- arm64：使用 NEON 指令优化消息扩展，并提供基于 A64 扩展密码指令的实现
- s390x/ppc64x：通过向量指令优化消息扩展
详细实现分析请参阅 SM3 性能优化 Wiki。
SM4 - 分组密码算法
SM4 分组密码算法（GM/T 0002-2012）实现了多架构汇编优化，并针对常用工作模式进行了融合优化：
架构优化：
- amd64：使用 AES-NI 指令结合 AVX2/AVX/SSE2+SSSE3
- arm64：使用 AES 指令结合 NEON，并提供基于 A64 扩展密码指令的实现
- ppc64x：使用 vsbox 指令结合向量指令
工作模式优化：
- ECB（电子密码本）
- CBC（密码块链接）
- GCM（伽罗瓦/计数器模式）
- XTS（可调整密文分组链接，支持 GB/T 17964-2021 和 NIST SP 800-38E）
详细实现分析请参阅 SM4 性能优化 Wiki。
ZUC - 祖冲之序列密码算法
祖冲之序列密码算法（GM/T 0001-2012）实现了基于 SIMD、AES 指令和无进位乘法指令的优化，支持 amd64、arm64 和 ppc64x 架构。
功能特性：
- 机密性算法（128-EEA3 / 256-EEA3）
- 完整性算法（128-EIA3 / 256-EIA3）
详细实现分析请参阅 ZUC 实现及优化 Wiki。
消息认证码
CBCMAC - 基于分组密码的消息认证码
符合《GB/T 15852.1-2020 信息安全技术 消息鉴别码算法 第1部分：采用分组密码的机制》标准，实现了多种 MAC 算法：
支持的 MAC 模式：
- CBC-MAC（方案 1）
- EMAC（方案 2）
- ANSI Retail MAC（方案 3）
- MAC-DES（方案 4）
- CMAC（方案 5，RFC 4493）
- LMAC（方案 6）
- TR-CBC-MAC（方案 7）
- CBCR-MAC（方案 8）
工作模式与填充
CIPHER - 分组密码工作模式
实现了《GB/T 17964-2021 信息安全技术 分组密码算法的工作模式》标准中定义的多种工作模式：
支持的工作模式：
- ECB：电子密码本模式
- CCM：计数器模式与 CBC-MAC 模式（RFC 3610）
- XTS：可调整密文分组链接模式（GB/T 17964-2021 / NIST SP 800-38E）
- HCTR：带泛杂凑函数的计数器模式（GB/T 17964-2021 新增）
- BC：分组链接模式（GB/T 17964 遗留模式）
- OFBNLF：带非线性函数的输出反馈模式（GB/T 17964 遗留模式）
注意事项：
- XTS 模式实现了
cipher.BlockMode 接口，内部包含 tweak 状态，不支持并发使用
- BC 模式与 CBC 模式功能相似
- OFBNLF 模式从软件实现角度性能优化空间有限
PADDING - 填充方案
实现了多种符合标准的填充方案，支持常量时间去填充防御 Padding Oracle 攻击：
| 填充方案 |
对应标准 |
| PKCS#7 |
GB/T 17964-2021 附录 C.2 填充方法 1 / RFC 5652 |
| ISO/IEC 9797-1 方法 2 |
GB/T 17964-2021 附录 C.3 填充方法 2 |
| ANSI X.923 |
ANSI X9.23 标准 |
| ISO/IEC 9797-1 方法 3 |
GB/T 17964-2021 附录 C.4 填充方法 3 |
| Zero Padding |
非标准（遗留兼容） |
安全实现：
- 所有方案提供
ConstantTimeUnpad() 和 Unpad() 两种方法
- 加密数据必须使用
ConstantTimeUnpad() 防御时序攻击
Unpad() 仅用于非敏感数据的性能优化
PKI 与证书
SMX509 - 国密证书扩展
基于 Go 标准库 crypto/x509 包扩展，增加了国密算法支持，实现符合《GM/T 0015-2012 基于 SM2 密码算法的数字证书格式规范》。
PKCS#7 - 加密消息语法
基于 mozilla-services/pkcs7 项目（已于 2024 年 2 月归档）扩展，增加了国密算法支持，符合 RFC 2315 标准。
PKCS#8 - 私钥信息语法
基于 youmark/pkcs8 项目扩展，增加了国密算法支持，符合 RFC 5208 / RFC 5958 标准。
密钥协商与随机数
ECDH - 椭圆曲线 Diffie-Hellman
提供类似 Go 标准库 crypto/ecdh 的接口设计，支持 SM2 曲线的密钥协商协议：
支持协议：
- ECDH 密钥协商
- SM2MQV 密钥协商（推荐）
特性：
- 无
big.Int 依赖，性能更优
- 可作为
sm2 包密钥交换协议的替代实现
DRBG - 确定性随机位生成器
符合《GM/T 0105-2021 软件随机数发生器设计指南》标准，同时兼容 NIST SP 800-90A 部分要求。
特性：
CFCA 互操作性
CFCA - 中国金融认证中心扩展
提供与 CFCA SADK 的互操作性支持：
功能特性：
- SM2 私钥和证书封装（PKCS#12_SM2 格式）
- 信封加密与数字签名
- CSR 生成与解析
- 私钥解密
后量子密码学
MLKEM - 基于模格的密钥封装机制
符合 NIST FIPS 203 标准，基于 Go 标准库实现。
支持参数集：
- ML-KEM-512
- ML-KEM-768
- ML-KEM-1024
架构优化：
- amd64：NTT、逆NTT 及多项式乘法使用 AVX2 指令集进行向量化优化
- arm64：NTT、逆NTT 及多项式乘法使用 NEON 指令集进行向量化优化
MLDSA - 基于模格的数字签名
符合 NIST FIPS 204 标准。
架构优化：
- amd64：NTT、逆NTT 及多项式乘法使用 AVX2 指令集进行向量化优化
- arm64：NTT、逆NTT 及多项式乘法使用 NEON 指令集进行向量化优化
SLHDSA - 无状态哈希数字签名
符合 NIST FIPS 205 标准。
相关项目
软件许可
本软件使用MIT许可证，详情请参考软件许可。如果不熟悉MIT许可证条款，请参考MIT许可证。请知晓和遵守被许可人义务！
致谢
本项目的基础架构、设计和部分代码源自golang crypto.
SM4分组密码算法amd64 SIMD AES-NI实现（SSE部分）的算法源自mjosaarinen/sm4ni。
SM9/BN256最初版本的代码复制自cloudflare/bn256项目，后期对基础的素域、扩域、椭圆曲线运算等进行了重写。
祖冲之序列密码算法实现amd64 SIMD AES-NI, CLMUL实现算法源自Intel® Multi-Buffer Crypto for IPsec Library项目。
PKCS7包代码是mozilla-services/pkcs7项目（该项目已于2024年2月10日被归档）的一个分支，加入了商用密码扩展。
PKCS8包代码是youmark/pkcs8项目的一个分支，加入了商用密码扩展。
免责声明
使用本项目前，请务必仔细阅读GMSM软件免责声明！
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