Web安全 - 基于 SM2/SM4 的前后端國產加解密方案詳解

文章目錄

概述
一、背景與法規要求
二、算法選型
三、核心流程
四、前端實現要點（偽代碼）
五、后端實現要點(偽代碼)
六、公鑰存儲策略
七、全流程示例圖
八、總結與最佳實踐
推薦

概述

隨著信息安全法規日益嚴格，如《網絡安全法》《數據安全法》和等保三級的落實，前后端通信中的敏感數據必須在傳輸層之上再加一層“國產加密”，才能滿足合規與防護需求。接下來將以 SM2 與 SM4 為核心，詳細剖析前端請求、后端處理及響應加密的全流程，并附示例代碼，幫助讀者快速落地。

一、背景與法規要求

法規要求：
- 《網絡安全法》《數據安全法》強調敏感數據加密存儲與傳輸；
- 等保三級對“重要信息系統”提出應用層加密需求。
國產算法優勢：
- SM2/SM4 系列為國家密碼算法，已標準化并廣泛驗證；
- 與通用算法（AES/RSA）兼容，便于漸進式升級。

二、算法選型

算法	類型	作用	備注
SM2	非對稱	用于交換對稱密鑰	安全性強、計算效率適中
SM4	對稱	用于加密具體業務數據	性能優異，適合大數據量傳輸
AES	對稱	兼容場景下的通用方案	跨平臺生態良好，可做備用或過渡方案

三、核心流程

階段	前端操作	后端操作
初始化	拉取后端 SM2 公鑰	生成 SM2 密鑰對，并提供公鑰接口
請求發送	1. 生成隨機 SM4 密鑰 2. 用 SM4 加密業務數據 3. 用 SM2 公鑰加密 SM4 密鑰 4. 組裝請求體	1. 用私鑰解密獲得 SM4 密鑰 2. 用 SM4 解密業務數據 3. 業務處理
響應返回	—	1. 用 SM4 加密響應 JSON 2. 可選：用私鑰再 SM2 加密 SM4 密鑰 3. 返回密文
前端解析	1. (可選)用 SM2 公鑰/私鑰解密 SM4 密鑰 2. 用 SM4 解密響應體	—

在這里插入圖片描述

四、前端實現要點（偽代碼）

公鑰獲取與存儲

// 初始化時調用
async function fetchPublicKey() {const { data: { sm2PublicKey } } = await axios.get('/api/crypto/pubkey');// 建議存儲在 Pinia 或 context 中store.commit('crypto/setPublicKey', sm2PublicKey);// 如需持久化，可選 localStoragelocalStorage.setItem('sm2PublicKey', sm2PublicKey);
}

一次性 SM4 密鑰生成

import SM4 from 'sm-crypto/lib/sm4';function generateSM4Key() {// 16 字節隨機密鑰return window.crypto.getRandomValues(new Uint8Array(16)).join('');
}

業務數據與密鑰加密

import SM2 from 'sm-crypto/lib/sm2';async function encryptRequest(payload) {const sm4Key = generateSM4Key();const sm2Pub = store.state.crypto.sm2PublicKey;const encryptedData = SM4.encrypt(JSON.stringify(payload), sm4Key);const encryptedKey = SM2.doEncrypt(sm4Key, sm2Pub);return { encryptedKey, encryptedData };
}

封裝與發送

async function sendSecureRequest(api, payload) {const { encryptedKey, encryptedData } = await encryptRequest(payload);return axios.post(api, { key: encryptedKey, data: encryptedData });
}

五、后端實現要點(偽代碼)

以 Spring Boot 為例：

推薦使用Interceptor，這里僅是演示

@RestController
@RequestMapping("/api/secure")
public class SecureController {@Value("${crypto.sm2.private-key}")private String sm2PrivateKey;@PostMapping("/process")public ResponseEntity<?> process(@RequestBody SecurePayload payload) {// 1. 解密 SM4 密鑰String sm4Key = SM2.decrypt(payload.getKey(), sm2PrivateKey);// 2. 解密業務數據String json = SM4.decrypt(payload.getData(), sm4Key);BusinessRequest req = objectMapper.readValue(json, BusinessRequest.class);// 3. 業務處理...BusinessResponse resp = service.handle(req);// 4. 加密響應String respJson = objectMapper.writeValueAsString(resp);String encryptedData = SM4.encrypt(respJson, sm4Key);return ResponseEntity.ok(Map.of("data", encryptedData));}
}