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国密算法

王子博主
2022-09-07
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09/07
本文最后更新于2022年09月07日,已超过597天没有更新。如果文章内容或图片资源失效,请留言反馈,我会及时处理,谢谢!

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。
国家密码管理局公布的公钥算法,其加密强度为256位 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。

由于SM1、SM4加解密的分组大小为128bit,故对消息进行加解密时,若消息长度过长,需要进行分组,要消息长度不足,则要进行填充。

国际算法与国密算法分类 分组密码算法(DES和SM4)、将明文数据按固定长度进行分组,然后在同一密钥控制下逐组进行加密,
公钥密码算法(RSA和SM2)、公开加密算法本身和公开公钥,保存私钥

摘要算法(SM3 md5) 这个都比较熟悉,用于数字签名,消息认证,数据完整性,但是sm3安全度比md5高

总得来说国密算法的安全度比较高,2010年12月推出,也是国家安全战略,现在银行都要要求国际算法改造,要把国际算法都给去掉。

1.Java实现SM3加密和验证

在商用密码体系中,SM3主要用于数字签名及验证、消息认证码生成及验证、随机数生成等,其算法公开。据国家密码管理局表示,其安全性及效率与SHA-256相当。

1.1需要引入如下坐标依赖:

<dependency>
    <groupId>org.bouncycastle</groupId>
    <artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId>
    <version>1.68</version>
</dependency>

1.2自定义密钥加密及校验

1.2.1加密
private static final String ENCODING = "UTF-8";
    /**
     * 加密
     *
     * @param src 明文
     * @param key 密钥
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static String encrypt(String src, String key) throws Exception {
        return ByteUtils.toHexString(getEncryptByKey(src, key));
    }


    /**
     * SM3加密方式之: 根据自定义密钥进行加密,返回加密后长度为32位的16进制字符串
     *
     * @param src 源数据
     * @param key 密钥
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] getEncryptByKey(String src, String key) throws Exception {
        byte[] srcByte = src.getBytes(ENCODING);
        byte[] keyByte = key.getBytes(ENCODING);
        KeyParameter keyParameter = new KeyParameter(keyByte);
        SM3Digest sm3 = new SM3Digest();
        HMac hMac = new HMac(sm3);
        hMac.init(keyParameter);
        hMac.update(srcByte, 0, srcByte.length);
        byte[] result = new byte[hMac.getMacSize()];
        hMac.doFinal(result, 0);
        return result;
    }
1.2.2 校验
    /**
     * 利用源数据+密钥校验与密文是否一致
     *
     * @param src       源数据
     * @param key       密钥
     * @param sm3HexStr 密文
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static boolean verify(String src, String key, String sm3HexStr) throws Exception {
        byte[] sm3HashCode = ByteUtils.fromHexString(sm3HexStr);
        byte[] newHashCode = getEncryptByKey(src, key);
        return Arrays.equals(newHashCode, sm3HashCode);
    }

1.3无密钥的加密及校验

1.3.1加密
    /**
     * SM3加密方式之:不提供密钥的方式 SM3加密,返回加密后长度为64位的16进制字符串
     *
     * @param src 明文
     * @return
     */
    public static String encrypt(String src) {
        return ByteUtils.toHexString(getEncryptBySrcByte(src.getBytes()));
    }

    /**
     * 返回长度为32位的加密后的byte数组
     *
     * @param srcByte
     * @return
     */
    public static byte[] getEncryptBySrcByte(byte[] srcByte) {
        SM3Digest sm3 = new SM3Digest();
        sm3.update(srcByte, 0, srcByte.length);
        byte[] encryptByte = new byte[sm3.getDigestSize()];
        sm3.doFinal(encryptByte, 0);
        return encryptByte;
    }
1.3.2校验
    /**
     * 校验源数据与加密数据是否一致
     *
     * @param src       源数据
     * @param sm3HexStr 16进制的加密数据
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static boolean verify(String src, String sm3HexStr) throws Exception {
        byte[] sm3HashCode = ByteUtils.fromHexString(sm3HexStr);
        byte[] newHashCode = getEncryptBySrcByte(src.getBytes(ENCODING));
        return Arrays.equals(newHashCode, sm3HashCode);
    }

1.4测试验证

public static void main(String[] args) throws Exception {
        String srcStr = "今天天气很晴朗";
        String key = "zjqzjq";
        // ******************************自定义密钥加密及校验*****************************************
        String hexStrByKey = SM3Utils.encrypt(srcStr, key);
        System.out.println("带密钥加密后的密文:" + hexStrByKey);

        System.out.println("明文(带密钥)与密文校验结果:" + SM3Utils.verify(srcStr, key, hexStrByKey));

        // ******************************无密钥的加密及校验******************************************
        String hexStrNoKey = SM3Utils.encrypt(srcStr);
        System.out.println("不带密钥加密后的密文:" + hexStrNoKey);

        System.out.println("明文(不带密钥)与密文校验结果:" + SM3Utils.verify(srcStr, hexStrNoKey));

    }

结果输出如下:

2.前端使用sm2、sm3加密解密 案例

2.1 安装:

npm install --save sm-crypto

2.2 引入:

const sm2 = require('sm-crypto').sm2
const cipherMode = 1 // 1 - C1C3C2,0 - C1C2C3,默认为1

2.3 加密:

let encryptData = sm2.doEncrypt(msgString, publicKey, cipherMode) // 加密结果
conso.log("加密结果:",encryptData);

2.4 解密:

let decryptData sm2.doDecrypt(encryptData, privateKey, cipherMode) // 解密结果
conso.log("解密结果:",encryptData);

npm:https://www.npmjs.com/package/sm-crypto

SM2SM3SM4国密算法
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