国密算法 SM4 加解密 java 工具类

博主���介：知名开发工程师

出没地点：北京

2023年目标：成为一个大佬

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一. 前言

我国国家密码管理局陆续发布了一系列国产加密算法，这其中就包括 SM1、SM2、SM3 、SM4、SM7、SM9、ZUC（祖冲之加密算法）等，SM 代表商密，即商业密码，是指用于商业的、不涉及国家秘密的密码技术。SM1 和 SM7 的算法不公开，其余算法都已成为 ISO/IEC 国际标准。

在这些国产加密算法中，SM2、SM3、SM4 三种加密算法是比较常见的。

对称算法 SM4 支持加解密，可替代 AES 等算法使用

二. 工具类

首选引入依赖，支持 java8

    org.bouncycastle    bcprov-jdk15on    1.56

/** * @Author zhoumengjun * @Description sm4加密算法工具类 * @Date 2023/7/12 10:47 */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     *     * @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;    }    /**     * 自动生成密钥     *     * @return     * @throws NoSuchAlgorithmException     * @throws NoSuchProviderException     * @explain     */    public static String generateKey() throws Exception {        return new String(Hex.encode(generateKey(DEFAULT_KEY_SIZE)));    }    /**     * @param keySize     * @return     * @throws Exception     * @explain     */    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     *     * @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     * @explain     */    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     *     * @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     */    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     *     * @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 data = "2023-07-12,下午三点";            //生成key            String key = generateKey();            System.out.println("key:" + key);            //加密            String cipher = SM4Util.encryptEcb(key, data);            System.out.println("加密后："+cipher);            //判断是否正确            System.out.println(SM4Util.verifyEcb(key, cipher, data));// true            //解密            String res = SM4Util.decryptEcb(key, cipher);            System.out.println("解密后："+res);        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();        }    }}