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Java之SM4加密解密的实现

 更新时间：2023年06月19日 16:50:19   作者：乐得屁颠儿。  
这篇文章主要介绍了Java之SM4加密解密的实现方式，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教

Java SM4加密解密

依赖

<dependency>
    <groupId>org.bouncycastle</groupId>
    <artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId>
    <version>1.59</version>
</dependency>

SM4工具类

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";
    /**
     * sm4加密
     *
     * @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
     * @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
     */
    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
     *
     * @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);//声称Ecb暗号,通过第二个参数判断加密还是解密
        return cipher.doFinal(data);
    }
    /**
     * 生成ECB暗号
     *
     * @param algorithmName 算法名称
     * @param mode          模式
     * @param key
     * @return
     * @throws Exception
     * @explain ECB模式（电子密码本模式：Electronic codebook）
     */
    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;
    }
    //解密****************************************
    /**
     * sm4解密
     *
     * @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
     * @explain 解密模式：采用ECB
     */
    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
     *
     * @param key
     * @param cipherText
     * @return
     * @throws Exception
     * @explain
     */
    public static byte[] decrypt_Ecb_Padding(byte[] key, byte[] cipherText) throws Exception {
        Cipher cipher = generateEcbCipher(ALGORITHM_NAME_ECB_PADDING, Cipher.DECRYPT_MODE, key);//生成Ecb暗号,通过第二个参数判断加密还是解密
        return cipher.doFinal(cipherText);
    }
    /**
     * 校验加密前后的字符串是否为同一数据
     *
     * @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
     * @explain
     */
    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;
    }
}

测试

public static void main(String[] args) {
        try {
            System.out.println("开始测试SM4加密解密====================");
            String json = "{ keubgibzpcax: { dvwvgxsfcq: lvCAhMFcXoK9YB1B},dongubnfea: D9fpTrZOzByv}";
            System.out.println("加密前：" + json);
            //自定义的32位16进制秘钥
            String key = "E99567ACC5364D69BA0B0BC83066955F";
            //sm4加密
            String cipher = Sm4Util.encryptEcb(key, json);
            System.out.println("加密后：" + cipher);
            //校验加密前后是否为同一数据
            System.out.println("校验：" + Sm4Util.verifyEcb(key, cipher, json));
            //解密
            json = Sm4Util.decryptEcb(key, cipher);
            System.out.println("解密后：" + json);
            System.out.println("结束===================");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

国密SM4对称加密Java加解密

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）”。

SM4是什么？

SM4

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();
        }
    }
}

注意

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。

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

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