### 使用 Python 对 SM4 加密的 `.gz` 文件进行解密和解压 #### 1. 背景介绍 SM4 是一种对称加密算法，广泛应用于中国国家标准体系中。为了处理经过 SM4 加密的 `.gz` 压缩文件，我们需要先对其进行解密，然后再执行解压缩操作。 --- #### 2. 准备工作 在开始之前，请确保已经安装了必要的依赖库： - `pycryptodome`: 提供 SM4 的加解密功能。 - `gzip`: Python 内置模块，用于处理 `.gz` 文件的解压缩。 可以通过以下命令安装所需的第三方库： ```bash pip install pycryptodome ``` --- #### 3. 解密流程 以下是使用 Python 实现 SM4 解密的核心逻辑： ##### (1) 导入所需模块 ```python from Crypto.Cipher import AES, SM4 import gzip import os ``` ##### (2) 定义解密函数 定义一个通用的 SM4 解密函数，支持 CBC 模式（推荐）以及 PKCS7 填充方式。 ```python def sm4_decrypt(ciphertext, key, iv=None, mode=SM4.MODE_CBC): """ 使用 SM4 算法解密数据。 参数: ciphertext (bytes): 待解密的数据。 key (str): SM4 密钥，长度需为 16 字节。 iv (str): 初始化向量（仅适用于 CBC 模式）。 mode: 加密模式，默认为 CBC。 返回: bytes: 明文数据。 """ cipher = SM4.new(key=key.encode('utf-8'), mode=mode, iv=iv.encode('utf-8') if iv else None) plaintext = cipher.decrypt(ciphertext) return unpad(plaintext, SM4.block_size) # 移除填充 ``` --- #### 4. 解压流程 `.gz` 文件可以直接通过 Python 的内置模块 `gzip` 来解压。 ##### (1) 定义解压函数 ```python def decompress_gzip(input_file, output_file): """ 解压 .gz 文件。 参数: input_file (str): 输入的 .gz 文件路径。 output_file (str): 输出的解压后文件路径。 """ with gzip.open(input_file, 'rb') as f_in: with open(output_file, 'wb') as f_out: f_out.write(f_in.read()) ``` --- #### 5. 综合实现 将解密与解压结合起来，形成完整的解决方案。 ```python import base64 from Crypto.Util.Padding import unpad from Crypto.Cipher import SM4 import gzip import os def decrypt_and_decompress(sm4_encrypted_file, key, iv, output_path): """ 对 SM4 加密的 .gz 文件进行解密并解压。 参数: sm4_encrypted_file (str): 输入的 SM4 加密的 .gz 文件路径。 key (str): SM4 密钥，长度需为 16 字节。 iv (str): 初始向量（CBC 模式下必需）。 output_path (str): 输出的解压后文件路径。 """ # Step 1: Read the encrypted content with open(sm4_encrypted_file, 'rb') as f: encrypted_data = f.read() # Step 2: Decrypt using SM4 cipher = SM4.new(key=key.encode('utf-8'), mode=SM4.MODE_CBC, iv=iv.encode('utf-8')) decrypted_data = cipher.decrypt(encrypted_data) decrypted_data = unpad(decrypted_data, SM4.block_size) # Remove padding # Save intermediate decrypted file temporarily temp_decrypted_file = "temp.decrypted.gz" with open(temp_decrypted_file, 'wb') as f: f.write(decrypted_data) try: # Step 3: Decompress the decrypted .gz file with gzip.open(temp_decrypted_file, 'rb') as f_in: with open(output_path, 'wb') as f_out: f_out.write(f_in.read()) finally: # Clean up temporary files if os.path.exists(temp_decrypted_file): os.remove(temp_decrypted_file) # Example usage if __name__ == "__main__": encrypted_file = "example.sm4.gz" # Input encrypted .gz file decryption_key = "your-sm4-key-here" # Replace with your actual key initialization_vector = "your-initialization-vector" # Replace with your actual IV output_file = "output.txt" # Output plain text file after decryption and decompression decrypt_and_decompress(encrypted_file, decryption_key, initialization_vector, output_file) ``` --- #### 6. 关键点解析 - **SM4 密钥与 IV**: 需要用户提供有效的密钥和初始化向量（IV），二者均应为 16 字节字符串[^3]。 - **PKCS7 填充移除**: 在解密完成后，调用 `unpad` 方法去除填充字节[^2]。 - **临时文件管理**: 为了避免内存占用过高，在解密阶段生成了一个中间文件，并在程序结束前清理掉。 --- #### 7. 总结 上述代码展示了如何利用 Python 结合 `pycryptodome` 库完成 SM4 加密 `.gz` 文件的解密与解压操作。整个过程分为两步：首先是解密，其次是解压。每一步都严格遵循标准协议以保证兼容性和安全性。 --- ###