在中国，国密（国家商用密码）是一系列标准和算法，用于保障信息安全，其中SM2、SM3和SM4是三个核心的部分。本文将详细介绍这三个算法以及如何使用Python实现SM4的加解密。
SM2是一种基于椭圆曲线密码学（ECC）的公钥加密算法，主要用于非对称加密。它结合了椭圆曲线的数学特性，提供了一种高效且安全的数据加密方法。SM2包含了密钥交换、数字签名和加密三大功能，其安全性与ECC的曲线参数有关。
SM3则是一个密码散列函数，类似于国际上的SHA系列算法。它能够将任意长度的信息转化为固定长度的摘要值，具有抗碰撞和不可逆性。在国密标准中，SM3被广泛用于消息认证码（MAC）的生成，确保数据的完整性和真实性。
接下来，我们关注SM4算法。SM4是一种对称加密算法，适用于块加密。它的设计目标是提供与AES（高级加密标准）相当的安全性，但更适合国内环境。SM4的工作模式通常包括电子密码本（ECB）、密码块链接（CBC）、计数器（CTR）等，每个块处理128位的数据，且同样需要128位的密钥。加密和解密过程由一系列的替换和混淆操作构成，这些操作使得即使知道一部分明文和密文，也无法推断出密钥。
Python是一种流行的编程语言，对于学习和实现加密算法非常友好。在你提供的"sm4.py"文件中，应该包含了SM4算法的Python实现。通常，这样的实现会包含以下部分：
1. 密钥扩展：SM4算法需要将128位的密钥扩展成多个轮密钥，用于每轮的加密和解密过程。
2. 加密函数：这个函数接受128位的明文块和扩展后的密钥，执行SM4的加密操作。
3. 解密函数：与加密函数类似，但执行的是逆操作，将密文还原为明文。
4. 工作模式：可能还包含了如何将SM4应用于不同工作模式（如CBC模式）的实现。
为了使用这个Python库，你需要导入"sm4"模块，然后创建SM4对象，设置密钥，再调用加密或解密方法。例如：
```python
from sm4 import SM4
# 初始化SM4对象，设置密钥
sm4 = SM4(key)
# 对数据进行加密
ciphertext = sm4.encrypt(plaintext)
# 对密文进行解密
decrypted_data = sm4.decrypt(ciphertext)
```
请注意，实际使用时，你需要确保遵循密码学的最佳实践，比如正确管理密钥，使用随机生成的密钥，以及在传输敏感数据时使用安全的通信协议。此外，由于国密算法涉及国家安全，因此在使用和分发时应遵守相关法规。
