一、国密算法 SM1-SM4 科普

1.1 什么是国密算法？

国密算法（国产密码算法）是由国家密码管理局发布的一系列商用密码算法标准，主要包括 SM1、SM2、SM3、SM4。在工业物联网、智慧城市、政务系统、智慧水务等领域应用广泛，满足合规与数据安全要求。

1.2 算法分类一览

类型	算法	说明
对称加密	SM1	分组密码，仅硬件实现，算法不公开
对称加密	SM4	分组密码，软件/硬件均可，最常用
非对称加密	SM2	椭圆曲线公钥算法，数字签名、密钥交换、加密
哈希算法	SM3	密码杂凑算法，256 位输出，完整性校验

1.3 各算法简要说明

SM1（对称加密，仅硬件）

1.密钥/分组长度：128 位  
2.特点：算法不公开，仅以芯片形式提供，安全性高、成本高  
3.典型场景：金融 POS/ATM、高安全政务系统  

SM2（非对称加密）

1.密钥长度：256 位（公钥、私钥）  
2.标准：GB/T 32918-2016  
3.功能：数字签名、密钥交换、数据加密  
4.典型场景：身份认证、电子签章、物联网设备认证、密钥协商  

SM3（哈希算法）

1.输出长度：256 位（32 字节）  
2.标准：GB/T 32905-2016  
3.特点：不可逆、固定长度、雪崩效应、抗碰撞  
4.典型场景：数据完整性校验、与 SM2 配合做数字签名、密码存储  

SM4（对称加密，最常用）

1.密钥长度：128 位（16 字节）  
2.分组长度：128 位（16 字节）  
3.标准：GB/T 32907-2016  
4.特点：算法公开、可软件实现、性能好、成本低，**物联网数据传输加密首选**  
5.加密模式：ECB、CBC、CFB、OFB、CTR 等  
6.典型场景：MQTT/HTTP 数据加密、数据库/文件加密、水务/工业数据上云  

记忆口诀：  

SM1：硬件专供、高安全  
SM2：签名、认证、密钥交换  
SM3：哈希、完整性  
SM4：数据加密、上云传输首选  

二、为什么 IG502 上云推荐用 SM4？

合规：符合国密标准，满足行业与政策要求。  
性能：对称加密，适合网关侧对采集数据做实时加密。  
成本：无需专用加密芯片，软件即可实现。  
生态：Python 有现成国密库（如 gmssl），便于在 DeviceSupervisor Agent 的快函数中集成。  

典型链路：设备数据 → IG502 采集 → SM4 加密 → MQTT 发布 → 云端解密入库。

三、IG502 与 DeviceSupervisor Agent 简介

IG502：映翰通边缘计算网关，支持蜂窝/以太网接入、Python 二次开发，可内置 DeviceSupervisor Agent（DSA）服务。  
DSA：支持多种南向采集协议（如 Modbus、OPC 等），北向支持标准 MQTT、MQTT SparkPlugB、阿里云 IoT、AWS IoT、Azure IoT 等，数据经“采集 → 处理 → 发布”后上云。  

MQTT 上云时，可在 发布脚本（快函数） 里对 payload 做 SM4 加密，云端再按相同算法解密。

四、IG502 使用 SM4 加密数据上传 MQTT 的完整操作流程

整体流程：准备 SM4 库 → 配置 MQTT 云服务 → 配置发布脚本（含 SM4 加密）→ 可选：订阅与云端解密。

4.1 准备 SM4 加密库

1.在 PC 上准备 SM4加密包的 Python 包。  
2.通过 IG502 的 第三方库管理 将 gmssl 导入到网关，供 DSA 快函数使用。  按照DAS说明书将包和info文件打包成相应文件格式的压缩包。

3.打包最好使用Windows命令行的方式，在命令行中输入打包命令，

4.完成打包后，在网关第三方库管理中上传库，上传成功后如图显示，

5.如果上传不成功，网关会提示上传不成功，可以在app的日志中查看具体原因，如果是这样，表示打包不成功，没有识别到info文件，可以重新打包，或者换一种打包格式，比如刚开始是zip,可以换成tar.gz格式

4.2 配置 MQTT 云服务

1. 登录 IG502 的 DeviceSupervisor Agent 管理界面。  
2. 进入 云服务 → MQTT 云服务。  
3. 启用云服务，云平台类型选择 “标准 MQTT”。  
4. 配置基本参数：  
   服务器地址：MQTT Broker 地址（如 `broker.emqx.io` 或自建服务器）。  
   MQTT 客户端 ID：唯一标识，避免与其它设备冲突。  
   端口号：如 1883（非 TLS）、8883（TLS）。  
5. 可选：  
   启用用户验证：填写 MQTT 用户名/密码。  
   TLS 加密：需要时开启，实现“传输层 TLS + 应用层 SM4”双重保护。  
6. 点击 提交，确认状态栏显示 连接成功。

4.3 配置发布消息（SM4 加密）

1. 在 消息管理 → 发布 中 添加 一条发布消息。  
2. 配置项建议：  
   名称：如 `test6`（名称在消息管理中需唯一）。  
   数据源类型：测点数据（或按需选告警数据）。  
   分组/标签：选择要上云的测点分组。  
   Topic： `inhand_sub`
   Qos(MQTT)：1。  
   入口函数：`main`。  
3. 函数代码：使用下面提供的 SM4 加密发布脚本。  
4. 提交保存。

4.4 密钥管理（重要）

SM4 密钥为 16 字节（128 位），加密端与解密端必须一致。  
不要在脚本中写死密钥；建议在 系统 → 自定义参数中增加参数（如 `sm4_key`），值为 16 字节密钥的 Base64 编码，在脚本中通过 `get_global_parameter()` 读取并 Base64 解码后使用。  
生产环境应定期更换密钥，并同步到云端。

五、MQTT 上传代码怎么写（发布）

5.1 网关设置

首先，创建云服务上传数据，在云服务处，启动云服务，设置需要上传数据的一些参数，如图所示：

注意：MQTT服务器连接成功需要网关可以通外网，通过连接WiFi或者插SIM卡的方式联网。

在发布消息处设置相关参数与配置：测点数据分组了要注意别选错了，设置topic，完成后编写代码，在代码中可以引用刚刚导入的库文件，代码写完后确认就可以使用SM4加密消息，将加密的数据上传至MQTT云平台。

5.2 日志查看

可以通过日志查看使用SM4加密是否成功，成功后上传的数据是什么，

也可以使用MQTT服务器去查看。