PBIDEA：国密 SM4 对称加解密（ECB 与 CBC 两种模式）

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PBIDEA：国密 SM4 对称加解密（ECB 与 CBC 两种模式）

在金融、政务等国内合规场景里，对称加密经常要求使用国密算法 SM4。PBIDEA 在 websuite.pbl 里提供了 sm4utils 对象，把 SM4 的 ECB / CBC / CTR / GCM 多种模式封装成了简单易用的函数，底层走 PbIdea.dll。本文只讲清楚一件事：如何用 sm4utils 做 SM4 的对称加解密，并得到一个可以存库或上链传输的密文。

一、为什么是 SM4

SM4 是国家密码管理局发布的分组密码算法，分组长度和密钥长度都是 128 位（16 字节），和 AES-128 强度相当。它属于对称算法：加密和解密使用同一个密钥，速度快，适合对大量业务数据做加解密。PBIDEA 的 sm4utils 帮我们屏蔽了 DLL 调用的细节，只暴露几个 PowerBuilder 函数。

二、sm4utils 的核心方法

sm4utils 是 autoinstantiate 的非可视对象，下面这些方法都是它的成员函数（来自 websuite.pbl/sm4utils.sru）：

方法	作用
sm4_ecb(data, key, decrypto)	ECB 模式，decrypto=false 加密、true 解密
sm4_ecb(data, key, decrypto, padding)	ECB，可指定 padding（默认 PKCS7/PKCS5）
sm4_cbc_encrypt(data, key, iv)	CBC 模式加密，需要 16 字节 IV
sm4_cbc_decrypt(data, key, iv)	CBC 模式解密
BlobToHex(data) / HexToBlob(hex)	blob 与十六进制字符串互转
Base64Encode(data) / Base64Decode(b64)	blob 与 Base64 互转

注意：密钥、IV、明文进出函数时都是 blob 类型。字符串要用 PBIDEA 的全局函数 toUtf8("...") 转成 UTF-8 字节流；解密后拿到 blob，再用全局函数 fromUtf8(blob) 还原成字符串。toUtf8 / fromUtf8 是裸全局函数，不属于 sm4utils，不要把它们当作 sm4utils 的成员去调用。

三、ECB 模式：最简单的加解密

ECB 把明文按 16 字节分组各自加密，写法最直接，适合先理解接口：

2. sm4utils sm
3. blob lbl_plain, lbl_key, lbl_cipher, lbl_back
4. string ls_key, ls_text, ls_dec
6. ls_key = "1234567812345678"   // SM4 密钥必须恰好 16 字节
7. ls_text = "Hello SM4 国密"
9. // 明文与密钥转成 blob
10. lbl_plain = toUtf8(ls_text)
11. lbl_key = toUtf8(ls_key)
13. // 加密：decrypto=false
14. lbl_cipher = sm.sm4_ecb(lbl_plain, lbl_key, false)
16. // 解密：decrypto=true
17. lbl_back = sm.sm4_ecb(lbl_cipher, lbl_key, true)
18. ls_dec = fromUtf8(lbl_back)
19. // ls_dec 应为 "Hello SM4 国密"

复制代码

四、CBC 模式：带 IV 的分组加密

CBC 在每组加密前用前一组的密文做异或，还需要一个初始化向量 IV（也是 16 字节）。它比 ECB 安全得多，生产环境推荐用它：

2. sm4utils sm
3. blob lbl_plain, lbl_key, lbl_iv, lbl_cipher, lbl_back
4. string ls_key, ls_iv, ls_text, ls_dec
6. ls_key = "1234567812345678"   // 16 字节密钥
7. ls_iv = "abcdefghijklmnop"    // 16 字节 IV（应随机且唯一）
8. ls_text = "敏感数据: 13800138000"
10. lbl_plain = toUtf8(ls_text)
11. lbl_key = toUtf8(ls_key)
12. lbl_iv = toUtf8(ls_iv)
14. // 加密
15. lbl_cipher = sm.sm4_cbc_encrypt(lbl_plain, lbl_key, lbl_iv)
16. // 解密
17. lbl_back = sm.sm4_cbc_decrypt(lbl_cipher, lbl_key, lbl_iv)
19. ls_dec = fromUtf8(lbl_back)
20. // ls_dec 应为 "敏感数据: 13800138000"

复制代码

五、把密文变成可存储的字符串

sm4_* 返回的都是 blob，直接存库或放进 JSON 不方便，通常转成十六进制或 Base64：

2. sm4utils sm
3. blob lbl_cipher
4. string ls_hex, ls_b64
6. // 假设 lbl_cipher 已经加密得到
7. ls_hex = sm.BlobToHex(lbl_cipher)     // 转十六进制字符串
8. ls_b64 = sm.Base64Encode(lbl_cipher)  // 转 Base64 字符串
10. // 反向：把字符串还原成 blob 再解密
11. blob lbl_from_b64
12. lbl_from_b64 = sm.Base64Decode(ls_b64)

复制代码

六、一个完整可运行的例子

把下面代码放进窗口按钮的 clicked 事件，配合几个输入框即可演示完整流程（CBC 模式）：

2. // cb_run clicked
3. sm4utils sm
4. blob lbl_plain, lbl_key, lbl_iv, lbl_cipher, lbl_dec
5. string ls_result, ls_tip
7. lbl_plain = toUtf8(sle_text.Text)   // 明文
8. lbl_key = toUtf8(sle_key.Text)      // 16 字节密钥
9. lbl_iv = toUtf8(sle_iv.Text)        // 16 字节 IV（CBC 用）
11. // 加密（推荐 CBC）
12. lbl_cipher = sm.sm4_cbc_encrypt(lbl_plain, lbl_key, lbl_iv)
14. // 展示为 Hex，便于复制存储
15. ls_result = sm.BlobToHex(lbl_cipher)
16. sle_out.Text = ls_result
18. // 解密还原，确认可逆
19. lbl_dec = sm.sm4_cbc_decrypt(lbl_cipher, lbl_key, lbl_iv)
20. ls_tip = fromUtf8(lbl_dec)
21. st_tip.Text = ls_tip

复制代码

布局上准备：sle_text（明文）、sle_key（16 字节密钥）、sle_iv（16 字节 IV）、sle_out（密文 Hex）、st_tip（解密回显）。

七、常见坑与注意事项

• 密钥长度固定 16 字节：用 toUtf8 转换时，字符串必须恰好 16 个字符（ASCII）或自行保证 16 字节；长度不对会导致加解密异常。
  
• ECB 不安全：相同明文会得到相同密文，容易暴露数据规律，仅适合学习或加密随机数据；生产请使用 CBC，或更安全的 GCM（sm4utils 提供 sm4_gcm_encrypt / sm4_gcm_decrypt）。
  
• IV 要随机且唯一：CBC 的 IV 不要求保密，但每次加密都应换新值、不重复；可把 IV 放在密文前面一起传输。
  
• padding 一致：默认 PKCS7/PKCS5 填充；若对接外部系统，可用 4 参重载 sm4_ecb(data, key, decrypto, padding) 显式指定，解密时保持与加密相同。
  
• 全局函数别写错：toUtf8 / fromUtf8 是 PBIDEA 全局函数，裸调用即可；BlobToHex / Base64Encode 等才是 sm4utils 的方法。
  
• 对象实例化：sm4utils 是 autoinstantiate 对象，直接声明 sm4utils sm 即可使用，无需 create；若习惯显式创建写 sm = create sm4utils 也完全合法。
  

八、小结

PBIDEA 的 sm4utils 让 PowerBuilder 程序原生支持国密 SM4：sm4_ecb 适合快速体验，sm4_cbc_encrypt / sm4_cbc_decrypt 是生产推荐；加解密以 blob 为桥梁，字符串经 toUtf8 进、经 fromUtf8 出；密文用 BlobToHex / Base64Encode 落地。记住「密钥 16 字节、IV 随机、CBC 优先」三条，就能把 SM4 稳稳用起来。