国密算法与国密 TLS 系列

国密不只是”换一套算法”。SM3 的消息扩展和 SHA-256 有什么区别？SM4 的 S 盒设计和 AES 走了不同路线意味着什么？SM2 的曲线参数和 NIST P-256 谁更可信？国密 TLS 握手和标准 TLS 1.3 差在哪几个字节？本系列从密码学原理出发，逐篇对比国密与国际主流方案的设计差异、性能表现和工程落地。

为什么要做对比？ 纯讲国密标准太枯燥，纯讲国际标准又不解决合规问题。对着来看，你既能理解设计取舍，又能在项目里做出有依据的选型。最后两篇还覆盖了生态工具链和后量子迁移——这是很多团队即将面对的现实问题。

适合谁看

本系列假设你有基础的密码学概念（对称加密、非对称加密、哈希、数字签名、TLS 握手流程）。如果你的项目需要通过国密合规检测，或者你想搞清楚国密方案在技术层面到底怎么样，这个系列就是为你写的。

先修知识自测

开始之前，检验一下你的密码学基础：

你能解释对称加密和非对称加密的性能差距吗？（提示：通常差 2-3 个数量级，这就是为什么 TLS 用非对称加密交换密钥、用对称加密传数据）
你知道 AES 的 S 盒是怎么来的吗？（提示：有限域上的乘法逆元 + 仿射变换，不是随机选的）
你能说出 TLS 1.3 握手的 RTT 次数吗？（提示：1-RTT 全握手，0-RTT 恢复。和 TLS 1.2 的 2-RTT 对比）
你理解椭圆曲线密码学中”离散对数问题”的含义吗？（提示：给定 Q = kG，已知 Q 和 G 求 k 在计算上不可行）
你知道”等保”是什么，以及国密在等保中的角色吗？（提示：等保 2.0 三级及以上要求使用国密算法）

如果前三个问题答不上来，建议先补一下 TLS 1.3 深度拆解和基础密码学知识。如果第五个答不上来没关系——第五篇（国密生态）会详细讲合规要求。

推荐阅读顺序： - 算法原理对比 → 01（SM3 vs SHA-256）→ 02（SM4 vs AES）→ 03（SM2 vs ECDSA） - 协议与工程 → 04（国密 TLS）→ 05（生态全景）→ 06（PQC 迁移） - 合规落地 → 05（GmSSL / 铜锁 / 硬件密码机）→ 04（国密 TLS 握手）→ 06（迁移规划） - 完整路径 → 按顺序 01-06，从算法到协议到工程一路打通

SM3 vs SHA-256：两个哈希函数的设计哲学与性能实测 ⏱ ~25 分钟 | 难度: ★★★☆☆ (密码学工程师 / 安全工程师)
- 消息扩展、压缩函数的结构差异
- 多平台性能基准测试
SM4 vs AES：分组密码的两条路线 ⏱ ~35 分钟 | 难度: ★★★☆☆ (密码学工程师 / 安全工程师)
- S 盒设计、轮函数结构对比
- AES-NI vs SM4 软件实现的性能差距
SM2 vs ECDSA/X25519：椭圆曲线的国产方案到底怎么样 ⏱ ~40 分钟 | 难度: ★★★★☆ (密码学工程师 / 后端开发)
- 曲线参数选择、签名算法流程对比
- 密钥交换与数字信封

协议篇：国密 TLS

国密 TLS（RFC 8998）vs 标准 TLS 1.3：握手报文逐字节对比 ⏱ ~30 分钟 | 难度: ★★★★☆ (安全工程师 / 后端开发)
- CipherSuite、扩展字段、证书链差异
- Wireshark 抓包实战解析

工程篇：生态与迁移

国密生态全景：GmSSL、铜锁、硬件密码机与合规落地 ⏱ ~30 分钟 | 难度: ★★☆☆☆ (安全工程师 / 技术管理者)
- 开源库选型：GmSSL vs 铜锁（Tongsuo）vs OpenSSL 分支
- 硬件密码机对接与等保合规要点
PQC 迁移工程指南：不是把 RSA 换掉就完了——国密怎么办 ⏱ ~35 分钟 | 难度: ★★★★★ (密码学工程师 / 架构师)
- NIST PQC 标准与国密的交汇点
- 混合证书、协议兼容性与分阶段迁移路线

配套代码

simple_gmsm — 纯 C 实现的国密算法库，覆盖 SM2、SM3、SM4、SM9、ZUC 以及 TLCP（国密 SSL）握手全流程。代码以可读性为优先（无硬件加速优化），适合对照文章逐行理解算法细节。嵌入式场景可直接集成，桌面/服务端场景建议使用 GmSSL。

模块	源文件	对应文章
SM3 哈希	`sm3.c` / `hmac_sm3.c`	01 — SM3 vs SHA-256
SM4 分组密码	`sm4.c` / `sm4_modes.c`	02 — SM4 vs AES
SM2 椭圆曲线	`sm2.c` / `p256.c`	03 — SM2 vs ECDSA/X25519
TLCP 握手	`tlcp_handshake.c` / `tlcp_record.c` / `tlcp_cert.c`	04 — 国密 TLS
SM9 标识密码	`sm9.c`	—
ZUC 序列密码	`zuc.c`	—

国密算法与国密 TLS 系列索引

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