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国密算法SM4 的JAVA实现(基于BC实现)

一、pom文件引用

<dependency>
    <groupId>org.bouncycastle</groupId>
    <artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId>
    <version>1.58</version>
</dependency>

二、SM4 实现工具类

package com.prison.common.util;

import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.*;

/**
 * @author WangJing
 * @Description SM2实现工具类
 * @date 2021/11/24 17:10
 */
public class Sm4Util {

    static {
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
    }

    public static final String ALGORITHM_NAME = "SM4";
    public static final String DEFAULT_KEY = "random_seed";

    // 128-32位16进制；256-64位16进制
    public static final int DEFAULT_KEY_SIZE = 128;


    static {
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
    }

    public static byte[] generateKey() throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchProviderException {
        return generateKey(DEFAULT_KEY, DEFAULT_KEY_SIZE);
    }

    public static byte[] generateKey(String seed) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchProviderException {
        return generateKey(seed, DEFAULT_KEY_SIZE);
    }

    public static byte[] generateKey(String seed, int keySize) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchProviderException {
        KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance(ALGORITHM_NAME, BouncyCastleProvider.PROVIDER_NAME);
        SecureRandom random = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
        if (null != seed && !"".equals(seed)) {
            random.setSeed(seed.getBytes());
        }
        kg.init(keySize, random);
        return kg.generateKey().getEncoded();
    }

    /**
     * @description 加密
     */
    public static byte[] encrypt(String algorithmName, byte[] key, byte[] iv, byte[] data) throws Exception {
        return sm4core(algorithmName, Cipher.ENCRYPT_MODE, key, iv, data);
    }

    /**
     * @description 解密
     */
    public static byte[] decrypt(String algorithmName, byte[] key, byte[] iv, byte[] data) throws Exception {
        return sm4core(algorithmName, Cipher.DECRYPT_MODE, key, iv, data);
    }

    private static byte[] sm4core(String algorithmName, int type, byte[] key, byte[] iv, byte[] data) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(algorithmName, BouncyCastleProvider.PROVIDER_NAME);
        Key sm4Key = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM_NAME);
        if (algorithmName.contains("/ECB/")) {
            cipher.init(type, sm4Key);
        } else {
            IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(iv);
            cipher.init(type, sm4Key, ivParameterSpec);
        }

        return cipher.doFinal(data);
    }
}

三、Sm4Util 的测试类

package com.prison.common.util;


import org.junit.Test;

import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.NoSuchProviderException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Base64;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Sm4UtilTest {

    byte[] key = Sm4Util.generateKey();

    byte[] iv = "1234567890123456".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);

    String text = "wangjing";

    public Sm4UtilTest() throws NoSuchProviderException, NoSuchAlgorithmException {
    }

    @Test
    public void bcSm4UtilTest() throws Exception {
        List<String> algorithm = new ArrayList<>();

        algorithm.add(("SM4/ECB/PKCS5PADDING"));
        algorithm.add(("SM4/ECB/ISO10126PADDING"));
        algorithm.add(("SM4/CBC/PKCS5PADDING"));
        algorithm.add(("SM4/CBC/ISO10126PADDING"));
        algorithm.add(("SM4/CTR/NOPADDING"));
        algorithm.add(("SM4/CTR/PKCS5PADDING"));
        algorithm.add(("SM4/CTR/ISO10126PADDING"));
        algorithm.add(("SM4/CTS/PKCS5PADDING"));
        algorithm.add(("SM4/CTS/ISO10126PADDING"));

        algorithm.add(("SM4/ECB/NOPADDING"));
        algorithm.add(("SM4/CTS/NOPADDING"));
        algorithm.add(("SM4/CBC/NOPADDING"));

        algorithm.add(("SM4/PCBC/NOPADDING"));
        algorithm.add(("SM4/PCBC/PKCS5PADDING"));
        algorithm.add(("SM4/PCBC/ISO10126PADDING"));

        for (String s : algorithm) {
            //SM4加密
            try {
                System.out.println("SM4加密算法： " + s);
                System.out.println("SM4加密原始数据： " + text);
                System.out.println("SM4加密key： " + Base64.getEncoder().encodeToString(key));
                System.out.println("SM4加密iv： " + Base64.getEncoder().encodeToString(iv));

                byte[] encrypt = Sm4Util.encrypt(s, key, iv, text.getBytes());
                System.out.println("SM4加密数据密文： " + Base64.getEncoder().encodeToString(encrypt));

                //SM4解密
                byte[] decrypt = Sm4Util.decrypt(s, key, iv, encrypt);
                System.out.println("SM4解密数据： " + new String(decrypt));
            } catch (Exception e) {
                if (e instanceof IllegalBlockSizeException) {
                    System.err.println("SM4解密数据：算法 " + s + "数据需自己手工对齐");
                } else {
                    System.err.println("SM4解密数据：算法 " + s + "::" + e.getMessage());
                }
            } finally {
                System.err.println("---------------------------------------");
                TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
            }
        }
    }
}

四、执行效果

SM4加密算法： SM4/ECB/PKCS5PADDING
SM4加密原始数据： wangjing
SM4加密key： 7pcKrVcOTU68F/emjnhomg==
SM4加密iv： MTIzNDU2Nzg5MDEyMzQ1Ng==
SM4加密数据密文： D23Kr1pdXjc6kqlb5RF8/A==
SM4解密数据： wangjing
---------------------------------------
SM4加密算法： SM4/ECB/ISO10126PADDING
SM4加密原始数据： wangjing
SM4加密key： 7pcKrVcOTU68F/emjnhomg==
SM4加密iv： MTIzNDU2Nzg5MDEyMzQ1Ng==
SM4加密数据密文： kfPjpnqiYPuT/yyBuCxZcw==
SM4解密数据： wangjing
---------------------------------------
SM4加密算法： SM4/CBC/PKCS5PADDING
SM4加密原始数据： wangjing
SM4加密key： 7pcKrVcOTU68F/emjnhomg==
SM4加密iv： MTIzNDU2Nzg5MDEyMzQ1Ng==
SM4加密数据密文： Xw28BjsOM19OJedp52hWgg==
SM4解密数据： wangjing
---------------------------------------
SM4加密算法： SM4/CBC/ISO10126PADDING
SM4加密原始数据： wangjing
SM4加密key： 7pcKrVcOTU68F/emjnhomg==
SM4加密iv： MTIzNDU2Nzg5MDEyMzQ1Ng==
SM4加密数据密文： rCVCMEPQepm68JOmAyilCA==
SM4解密数据： wangjing
---------------------------------------
SM4加密算法： SM4/CTR/NOPADDING
SM4加密原始数据： wangjing
SM4加密key： 7pcKrVcOTU68F/emjnhomg==
SM4加密iv： MTIzNDU2Nzg5MDEyMzQ1Ng==
SM4加密数据密文： zKPtdQmNLfA=
SM4解密数据： wangjing
---------------------------------------
SM4加密算法： SM4/CTR/PKCS5PADDING
SM4加密原始数据： wangjing
SM4加密key： 7pcKrVcOTU68F/emjnhomg==
SM4加密iv： MTIzNDU2Nzg5MDEyMzQ1Ng==
SM4加密数据密文： zKPtdQmNLfDq1HERtX7ncg==
SM4解密数据： wangjing
---------------------------------------
SM4加密算法： SM4/CTR/ISO10126PADDING
SM4加密原始数据： wangjing
SM4加密key： 7pcKrVcOTU68F/emjnhomg==
SM4加密iv： MTIzNDU2Nzg5MDEyMzQ1Ng==
SM4加密数据密文： zKPtdQmNLfD1FE6Sf8BBcg==
SM4解密数据： wangjing
---------------------------------------
SM4加密算法： SM4/CTS/PKCS5PADDING
SM4加密原始数据： wangjing
SM4加密key： 7pcKrVcOTU68F/emjnhomg==
SM4加密iv： MTIzNDU2Nzg5MDEyMzQ1Ng==
SM4加密数据密文： Xw28BjsOM19OJedp52hWgg==
SM4解密数据： wangjing
---------------------------------------
SM4加密算法： SM4/CTS/ISO10126PADDING
SM4加密原始数据： wangjing
SM4加密key： 7pcKrVcOTU68F/emjnhomg==
SM4加密iv： MTIzNDU2Nzg5MDEyMzQ1Ng==
SM4加密数据密文： XVS2eJ44zfsI7JmRjOqYAg==
SM4解密数据： wangjing
---------------------------------------
SM4加密算法： SM4/ECB/NOPADDING
SM4加密原始数据： wangjing
SM4加密key： 7pcKrVcOTU68F/emjnhomg==
SM4加密iv： MTIzNDU2Nzg5MDEyMzQ1Ng==
SM4解密数据：算法 SM4/ECB/NOPADDING数据需自己手工对齐
---------------------------------------
SM4加密算法： SM4/CTS/NOPADDING
SM4加密原始数据： wangjing
SM4加密key： 7pcKrVcOTU68F/emjnhomg==
SM4加密iv： MTIzNDU2Nzg5MDEyMzQ1Ng==
SM4解密数据：算法 SM4/CTS/NOPADDING数据需自己手工对齐
---------------------------------------
SM4加密算法： SM4/CBC/NOPADDING
SM4加密原始数据： wangjing
SM4加密key： 7pcKrVcOTU68F/emjnhomg==
SM4加密iv： MTIzNDU2Nzg5MDEyMzQ1Ng==
SM4解密数据：算法 SM4/CBC/NOPADDING数据需自己手工对齐
---------------------------------------
SM4加密算法： SM4/PCBC/NOPADDING
SM4加密原始数据： wangjing
SM4加密key： 7pcKrVcOTU68F/emjnhomg==
SM4加密iv： MTIzNDU2Nzg5MDEyMzQ1Ng==
SM4解密数据：算法 SM4/PCBC/NOPADDING::No such algorithm: SM4/PCBC/NOPADDING
---------------------------------------
SM4加密算法： SM4/PCBC/PKCS5PADDING
SM4加密原始数据： wangjing
SM4加密key： 7pcKrVcOTU68F/emjnhomg==
SM4加密iv： MTIzNDU2Nzg5MDEyMzQ1Ng==
SM4解密数据：算法 SM4/PCBC/PKCS5PADDING::No such algorithm: SM4/PCBC/PKCS5PADDING
---------------------------------------
SM4加密算法： SM4/PCBC/ISO10126PADDING
SM4加密原始数据： wangjing
SM4加密key： 7pcKrVcOTU68F/emjnhomg==
SM4加密iv： MTIzNDU2Nzg5MDEyMzQ1Ng==
SM4解密数据：算法 SM4/PCBC/ISO10126PADDING::No such algorithm: SM4/PCBC/ISO10126PADDING
---------------------------------------

注：以上内容仅提供参考和交流，请勿用于商业用途，如有侵权联系本人删除！

标题：国密算法SM4 的JAVA实现(基于BC实现)
作者：wangjing
地址：https://www.codedblogs.cn/articles/2024/04/12/1712900346637.html