前言
SM4.0（原名SMS4.0）是中华人民共和国政府采用的一种分组密码标准，由国家密码管理局于2012年3月21日发布。相关标准为“GM/T 0002-2012《SM4分组密码算法》（原SMS4分组密码算法）”。
一、SM4是什么？
SM4
二、使用步骤
1.引入库
代码如下（示例）：
<!--国密--> <dependency> <groupId>org.bouncycastle</groupId> <artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId> <version>1.56</version> </dependency>
package cn.china.sm4;
/**
* @Description: Description
* @Package cn.china.sm4
* @Date 2023-01-10
* @Author admin
* @Since 3.0
*/
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import java.security.Key;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.NoSuchProviderException;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.Security;
import java.util.Arrays;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import org.bouncycastle.pqc.math.linearalgebra.ByteUtils;
import java.security.Security;
/**
* sm4加密算法工具类
* @explain sm4加密、解密与加密结果验证
* 可逆算法
* @author Marydon
* @creationTime 2018年7月6日上午11:46:59
* @version 1.0
* @since
* @email marydon20170307@163.com
*/
public class SM4Util {
static {
Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
}
private static final String ENCODING = "UTF-8";
public static final String ALGORITHM_NAME = "SM4";
// 加密算法/分组加密模式/分组填充方式
// PKCS5Padding-以8个字节为一组进行分组加密
// 定义分组加密模式使用：PKCS5Padding
public static final String ALGORITHM_NAME_ECB_PADDING = "SM4/ECB/PKCS5Padding";
// 128-32位16进制；256-64位16进制
public static final int DEFAULT_KEY_SIZE = 128;
/**
* 生成ECB暗号
* @explain ECB模式（电子密码本模式：Electronic codebook）
* @param algorithmName
* 算法名称
* @param mode
* 模式
* @param key
* @return
* @throws Exception
*/
private static Cipher generateEcbCipher(String algorithmName, int mode, byte[] key) throws Exception {
Cipher cipher = Cipher.getInstance(algorithmName, BouncyCastleProvider.PROVIDER_NAME);
Key sm4Key = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM_NAME);
cipher.init(mode, sm4Key);
return cipher;
}
/**
* 自动生成密钥
* @explain
* @return
* @throws NoSuchAlgorithmException
* @throws NoSuchProviderException
*/
public static byte[] generateKey() throws Exception {
return generateKey(DEFAULT_KEY_SIZE);
}
/**
* @explain
* @param keySize
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] generateKey(int keySize) throws Exception {
KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance(ALGORITHM_NAME, BouncyCastleProvider.PROVIDER_NAME);
kg.init(keySize, new SecureRandom());
return kg.generateKey().getEncoded();
}
/**
* sm4加密
* @explain 加密模式：ECB
* 密文长度不固定，会随着被加密字符串长度的变化而变化
* @param hexKey
* 16进制密钥（忽略大小写）
* @param paramStr
* 待加密字符串
* @return 返回16进制的加密字符串
* @throws Exception
*/
public static String encryptEcb(String hexKey, String paramStr) throws Exception {
String cipherText = "";
// 16进制字符串-->byte[]
byte[] keyData = ByteUtils.fromHexString(hexKey);
// String-->byte[]
byte[] srcData = paramStr.getBytes(ENCODING);
// 加密后的数组
byte[] cipherArray = encrypt_Ecb_Padding(keyData, srcData);
// byte[]-->hexString
cipherText = ByteUtils.toHexString(cipherArray);
return cipherText;
}
/**
* 加密模式之Ecb
* @explain
* @param key
* @param data
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] encrypt_Ecb_Padding(byte[] key, byte[] data) throws Exception {
Cipher cipher = generateEcbCipher(ALGORITHM_NAME_ECB_PADDING, Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
return cipher.doFinal(data);
}
/**
* sm4解密
* @explain 解密模式：采用ECB
* @param hexKey
* 16进制密钥
* @param cipherText
* 16进制的加密字符串（忽略大小写）
* @return 解密后的字符串
* @throws Exception
*/
public static String decryptEcb(String hexKey, String cipherText) throws Exception {
// 用于接收解密后的字符串
String decryptStr = "";
// hexString-->byte[]
byte[] keyData = ByteUtils.fromHexString(hexKey);
// hexString-->byte[]
byte[] cipherData = ByteUtils.fromHexString(cipherText);
// 解密
byte[] srcData = decrypt_Ecb_Padding(keyData, cipherData);
// byte[]-->String
decryptStr = new String(srcData, ENCODING);
return decryptStr;
}
/**
* 解密
* @explain
* @param key
* @param cipherText
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] decrypt_Ecb_Padding(byte[] key, byte[] cipherText) throws Exception {
Cipher cipher = generateEcbCipher(ALGORITHM_NAME_ECB_PADDING, Cipher.DECRYPT_MODE, key);
return cipher.doFinal(cipherText);
}
/**
* 校验加密前后的字符串是否为同一数据
* @explain
* @param hexKey
* 16进制密钥（忽略大小写）
* @param cipherText
* 16进制加密后的字符串
* @param paramStr
* 加密前的字符串
* @return 是否为同一数据
* @throws Exception
*/
public static boolean verifyEcb(String hexKey, String cipherText, String paramStr) throws Exception {
// 用于接收校验结果
boolean flag = false;
// hexString-->byte[]
byte[] keyData = ByteUtils.fromHexString(hexKey);
// 将16进制字符串转换成数组
byte[] cipherData = ByteUtils.fromHexString(cipherText);
// 解密
byte[] decryptData = decrypt_Ecb_Padding(keyData, cipherData);
// 将原字符串转换成byte[]
byte[] srcData = paramStr.getBytes(ENCODING);
// 判断2个数组是否一致
flag = Arrays.equals(decryptData, srcData);
return flag;
}
public static void main(String[] args) {
try {
String json = "13800138000";
// 自定义的32位16进制密钥
String key = "86C63180C2806ED1F47B859DE501215B";
String cipher = SM4Util.encryptEcb(key, json);
System.out.println(cipher);
System.out.println(SM4Util.verifyEcb(key, cipher, json));// true
json = SM4Util.decryptEcb(key, cipher);
System.out.println(json);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
总结
在密码学中，分组加密（英语：Block cipher），又称分块加密或块密码，是一种对称密钥算法。它将明文分成多个等长的模块（block），使用确定的算法和对称密钥对每组分别加密解密。分组加密是极其重要的加密协议组成，其中典型的如DES和AES作为美国政府核定的标准加密算法，应用领域从电子邮件加密到银行交易转帐，非常广泛。
国密即国家密码局认定的国产密码算法。主要有SM1，SM2，SM3，SM4。密钥长度和分组长度均为128位。
SM1为对称加密。其加密强度与AES相当。该算法不公开，调用该算法时，需要通过加密芯片的接口进行调用。
SM2为非对称加密，基于ECC。该算法已公开。由于该算法基于ECC，故其签名速度与秘钥生成速度都快于RSA。ECC 256位（SM2采用的就是ECC 256位的一种）安全强度比RSA 2048位高，但运算速度快于RSA。
SM3消息摘要。可以用MD5作为对比理解。该算法已公开。校验结果为256位。
SM4无线局域网标准的分组数据算法。对称加密，密钥长度和分组长度均为128位。
————————————————
版权声明：本文为CSDN博主「wcuuchina」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/wcuuchina/article/details/128629652