SM2 SM3 SM4加密java实现

原文地址：https://blog.csdn.net/ererfei/article/details/50998162

 

【摘要】

本文主要讲解“国密加密算法”SM系列的Java实现方法，不涉及具体的算法剖析，在网络上找到的java实现方法比较少，切在跨语言加密解密上会存在一些问题，所以整理此文志之。

源码下载地址http://download.csdn.net/detail/ererfei/9474502 需要C#实现SM系列算法源码的可以评论留邮箱地址，看到后发送
1.SM2 & SM3

由于SM2算法中需要使用SM3摘要算法，所以把他们放在一起

项目目录结构如下：

首先要下载一个jar包——bcprov-jdk.jar，可以到maven库中下载最新版http://central.maven.org/maven2/org/bouncycastle/并将该jar包引入项目的classpath。实现代码如下（每个工具类都有Main可以运行测试）：

a.      SM2主类

【SM2.java】

 

    package com.mlq.sm;
     
    import java.math.BigInteger;
    import java.security.SecureRandom;
     
    import org.bouncycastle.crypto.generators.ECKeyPairGenerator;
    import org.bouncycastle.crypto.params.ECDomainParameters;
    import org.bouncycastle.crypto.params.ECKeyGenerationParameters;
    import org.bouncycastle.math.ec.ECCurve;
    import org.bouncycastle.math.ec.ECFieldElement;
    import org.bouncycastle.math.ec.ECPoint;
    import org.bouncycastle.math.ec.ECFieldElement.Fp;
     
    public class SM2
    {
        //测试参数
    //    public static final String[] ecc_param = {
    //        "8542D69E4C044F18E8B92435BF6FF7DE457283915C45517D722EDB8B08F1DFC3",
    //        "787968B4FA32C3FD2417842E73BBFEFF2F3C848B6831D7E0EC65228B3937E498",
    //        "63E4C6D3B23B0C849CF84241484BFE48F61D59A5B16BA06E6E12D1DA27C5249A",
    //        "8542D69E4C044F18E8B92435BF6FF7DD297720630485628D5AE74EE7C32E79B7",
    //        "421DEBD61B62EAB6746434EBC3CC315E32220B3BADD50BDC4C4E6C147FEDD43D",
    //        "0680512BCBB42C07D47349D2153B70C4E5D7FDFCBFA36EA1A85841B9E46E09A2"
    //    };
        
        //正式参数
        public static String[] ecc_param = {
            "FFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFF",
            "FFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFC",
            "28E9FA9E9D9F5E344D5A9E4BCF6509A7F39789F515AB8F92DDBCBD414D940E93",
            "FFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF7203DF6B21C6052B53BBF40939D54123",
            "32C4AE2C1F1981195F9904466A39C9948FE30BBFF2660BE1715A4589334C74C7",
            "BC3736A2F4F6779C59BDCEE36B692153D0A9877CC62A474002DF32E52139F0A0"
        };
     
        public static SM2 Instance()
        {
            return new SM2();
        }
     
        public final BigInteger ecc_p;
        public final BigInteger ecc_a;
        public final BigInteger ecc_b;
        public final BigInteger ecc_n;
        public final BigInteger ecc_gx;
        public final BigInteger ecc_gy;
        public final ECCurve ecc_curve;
        public final ECPoint ecc_point_g;
        public final ECDomainParameters ecc_bc_spec;
        public final ECKeyPairGenerator ecc_key_pair_generator;
        public final ECFieldElement ecc_gx_fieldelement;
        public final ECFieldElement ecc_gy_fieldelement;
     
        public SM2()
        {
            this.ecc_p = new BigInteger(ecc_param[0], 16);
            this.ecc_a = new BigInteger(ecc_param[1], 16);
            this.ecc_b = new BigInteger(ecc_param[2], 16);
            this.ecc_n = new BigInteger(ecc_param[3], 16);
            this.ecc_gx = new BigInteger(ecc_param[4], 16);
            this.ecc_gy = new BigInteger(ecc_param[5], 16);
     
            this.ecc_gx_fieldelement = new Fp(this.ecc_p, this.ecc_gx);
            this.ecc_gy_fieldelement = new Fp(this.ecc_p, this.ecc_gy);
     
            this.ecc_curve = new ECCurve.Fp(this.ecc_p, this.ecc_a, this.ecc_b);
            this.ecc_point_g = new ECPoint.Fp(this.ecc_curve, this.ecc_gx_fieldelement, this.ecc_gy_fieldelement);
     
            this.ecc_bc_spec = new ECDomainParameters(this.ecc_curve, this.ecc_point_g, this.ecc_n);
     
            ECKeyGenerationParameters ecc_ecgenparam;
            ecc_ecgenparam = new ECKeyGenerationParameters(this.ecc_bc_spec, new SecureRandom());
     
            this.ecc_key_pair_generator = new ECKeyPairGenerator();
            this.ecc_key_pair_generator.init(ecc_ecgenparam);
        }
    }

b.      SM2工具类

【SM2Utils.java】

 

    package com.mlq.sm;
     
    import java.io.IOException;
    import java.math.BigInteger;
    import org.bouncycastle.crypto.AsymmetricCipherKeyPair;
    import org.bouncycastle.crypto.params.ECPrivateKeyParameters;
    import org.bouncycastle.crypto.params.ECPublicKeyParameters;
    import org.bouncycastle.math.ec.ECPoint;
     
    public class SM2Utils
    {
        //生成随机秘钥对
        public static void generateKeyPair(){
            SM2 sm2 = SM2.Instance();
            AsymmetricCipherKeyPair key = sm2.ecc_key_pair_generator.generateKeyPair();
            ECPrivateKeyParameters ecpriv = (ECPrivateKeyParameters) key.getPrivate();
            ECPublicKeyParameters ecpub = (ECPublicKeyParameters) key.getPublic();
            BigInteger privateKey = ecpriv.getD();
            ECPoint publicKey = ecpub.getQ();
            
            System.out.println("公钥: " + Util.byteToHex(publicKey.getEncoded()));
            System.out.println("私钥: " + Util.byteToHex(privateKey.toByteArray()));
        }
        
        //数据加密
        public static String encrypt(byte[] publicKey, byte[] data) throws IOException
        {
            if (publicKey == null || publicKey.length == 0)
            {
                return null;
            }
            
            if (data == null || data.length == 0)
            {
                return null;
            }
            
            byte[] source = new byte[data.length];
            System.arraycopy(data, 0, source, 0, data.length);
            
            Cipher cipher = new Cipher();
            SM2 sm2 = SM2.Instance();
            ECPoint userKey = sm2.ecc_curve.decodePoint(publicKey);
            
            ECPoint c1 = cipher.Init_enc(sm2, userKey);
            cipher.Encrypt(source);
            byte[] c3 = new byte[32];
            cipher.Dofinal(c3);
            
    //        System.out.println("C1 " + Util.byteToHex(c1.getEncoded()));
    //        System.out.println("C2 " + Util.byteToHex(source));
    //        System.out.println("C3 " + Util.byteToHex(c3));
            //C1 C2 C3拼装成加密字串
            return Util.byteToHex(c1.getEncoded()) + Util.byteToHex(source) + Util.byteToHex(c3);
            
        }
        
        //数据解密
        public static byte[] decrypt(byte[] privateKey, byte[] encryptedData) throws IOException
        {
            if (privateKey == null || privateKey.length == 0)
            {
                return null;
            }
            
            if (encryptedData == null || encryptedData.length == 0)
            {
                return null;
            }
            //加密字节数组转换为十六进制的字符串 长度变为encryptedData.length * 2
            String data = Util.byteToHex(encryptedData);
            /***分解加密字串
             * （C1 = C1标志位2位 + C1实体部分128位 = 130）
             * （C3 = C3实体部分64位  = 64）
             * （C2 = encryptedData.length * 2 - C1长度  - C2长度）
             */
            byte[] c1Bytes = Util.hexToByte(data.substring(0,130));
            int c2Len = encryptedData.length - 97;
            byte[] c2 = Util.hexToByte(data.substring(130,130 + 2 * c2Len));
            byte[] c3 = Util.hexToByte(data.substring(130 + 2 * c2Len,194 + 2 * c2Len));
            
            SM2 sm2 = SM2.Instance();
            BigInteger userD = new BigInteger(1, privateKey);
            
            //通过C1实体字节来生成ECPoint
            ECPoint c1 = sm2.ecc_curve.decodePoint(c1Bytes);
            Cipher cipher = new Cipher();
            cipher.Init_dec(userD, c1);
            cipher.Decrypt(c2);
            cipher.Dofinal(c3);
            
            //返回解密结果
            return c2;
        }
        
        public static void main(String[] args) throws Exception
        {
            //生成密钥对
            generateKeyPair();
            
            String plainText = "ererfeiisgod";
            byte[] sourceData = plainText.getBytes();
            
            //下面的秘钥可以使用generateKeyPair()生成的秘钥内容
            // 国密规范正式私钥
            String prik = "3690655E33D5EA3D9A4AE1A1ADD766FDEA045CDEAA43A9206FB8C430CEFE0D94";
            // 国密规范正式公钥
            String pubk = "04F6E0C3345AE42B51E06BF50B98834988D54EBC7460FE135A48171BC0629EAE205EEDE253A530608178A98F1E19BB737302813BA39ED3FA3C51639D7A20C7391A";
            
            System.out.println("加密: ");
            String cipherText = SM2Utils.encrypt(Util.hexToByte(pubk), sourceData);
            System.out.println(cipherText);
            System.out.println("解密: ");
            plainText = new String(SM2Utils.decrypt(Util.hexToByte(prik), Util.hexToByte(cipherText)));
            System.out.println(plainText);
            
        }
    }

c.      SM3主类

【SM3.java】

 

    package com.mlq.sm;
     
    public class SM3
    {
        public static final byte[] iv = { 0x73, (byte) 0x80, 0x16, 0x6f, 0x49,
            0x14, (byte) 0xb2, (byte) 0xb9, 0x17, 0x24, 0x42, (byte) 0xd7,
            (byte) 0xda, (byte) 0x8a, 0x06, 0x00, (byte) 0xa9, 0x6f, 0x30,
            (byte) 0xbc, (byte) 0x16, 0x31, 0x38, (byte) 0xaa, (byte) 0xe3,
            (byte) 0x8d, (byte) 0xee, 0x4d, (byte) 0xb0, (byte) 0xfb, 0x0e,
            0x4e };
        
        public static int[] Tj = new int[64];
        
        static
        {
            for (int i = 0; i < 16; i++)
            {
                Tj[i] = 0x79cc4519;
            }
        
            for (int i = 16; i < 64; i++)
            {
                Tj[i] = 0x7a879d8a;
            }
        }
     
        public static byte[] CF(byte[] V, byte[] B)
        {
            int[] v, b;
            v = convert(V);
            b = convert(B);
            return convert(CF(v, b));
        }
     
        private static int[] convert(byte[] arr)
        {
            int[] out = new int[arr.length / 4];
            byte[] tmp = new byte[4];
            for (int i = 0; i < arr.length; i += 4)
            {
                System.arraycopy(arr, i, tmp, 0, 4);
                out[i / 4] = bigEndianByteToInt(tmp);
            }
            return out;
        }
     
        private static byte[] convert(int[] arr)
        {
            byte[] out = new byte[arr.length * 4];
            byte[] tmp = null;
            for (int i = 0; i < arr.length; i++)
            {
                tmp = bigEndianIntToByte(arr[i]);
                System.arraycopy(tmp, 0, out, i * 4, 4);
            }
            return out;
        }
     
        public static int[] CF(int[] V, int[] B)
        {
            int a, b, c, d, e, f, g, h;
            int ss1, ss2, tt1, tt2;
            a = V[0];
            b = V[1];
            c = V[2];
            d = V[3];
            e = V[4];
            f = V[5];
            g = V[6];
            h = V[7];
            
            int[][] arr = expand(B);
            int[] w = arr[0];
            int[] w1 = arr[1];
            
            for (int j = 0; j < 64; j++)
            {
                ss1 = (bitCycleLeft(a, 12) + e + bitCycleLeft(Tj[j], j));
                ss1 = bitCycleLeft(ss1, 7);
                ss2 = ss1 ^ bitCycleLeft(a, 12);
                tt1 = FFj(a, b, c, j) + d + ss2 + w1[j];
                tt2 = GGj(e, f, g, j) + h + ss1 + w[j];
                d = c;
                c = bitCycleLeft(b, 9);
                b = a;
                a = tt1;
                h = g;
                g = bitCycleLeft(f, 19);
                f = e;
                e = P0(tt2);
     
                /*System.out.print(j+" ");
                System.out.print(Integer.toHexString(a)+" ");
                System.out.print(Integer.toHexString(b)+" ");
                System.out.print(Integer.toHexString(c)+" ");
                System.out.print(Integer.toHexString(d)+" ");
                System.out.print(Integer.toHexString(e)+" ");
                System.out.print(Integer.toHexString(f)+" ");
                System.out.print(Integer.toHexString(g)+" ");
                System.out.print(Integer.toHexString(h)+" ");
                System.out.println("");*/
            }
    //        System.out.println("");
     
            int[] out = new int[8];
            out[0] = a ^ V[0];
            out[1] = b ^ V[1];
            out[2] = c ^ V[2];
            out[3] = d ^ V[3];
            out[4] = e ^ V[4];
            out[5] = f ^ V[5];
            out[6] = g ^ V[6];
            out[7] = h ^ V[7];
     
            return out;
        }
     
        private static int[][] expand(int[] B)
        {
            int W[] = new int[68];
            int W1[] = new int[64];
            for (int i = 0; i < B.length; i++)
            {
                W[i] = B[i];
            }
     
            for (int i = 16; i < 68; i++)
            {
                W[i] = P1(W[i - 16] ^ W[i - 9] ^ bitCycleLeft(W[i - 3], 15))
                        ^ bitCycleLeft(W[i - 13], 7) ^ W[i - 6];
            }
     
            for (int i = 0; i < 64; i++)
            {
                W1[i] = W[i] ^ W[i + 4];
            }
     
            int arr[][] = new int[][] { W, W1 };
            return arr;
        }
     
        private static byte[] bigEndianIntToByte(int num)
        {
            return back(Util.intToBytes(num));
        }
     
        private static int bigEndianByteToInt(byte[] bytes)
        {
            return Util.byteToInt(back(bytes));
        }
     
        private static int FFj(int X, int Y, int Z, int j)
        {
            if (j >= 0 && j <= 15)
            {
                return FF1j(X, Y, Z);
            }
            else
            {
                return FF2j(X, Y, Z);
            }
        }
     
        private static int GGj(int X, int Y, int Z, int j)
        {
            if (j >= 0 && j <= 15)
            {
                return GG1j(X, Y, Z);
            }
            else
            {
                return GG2j(X, Y, Z);
            }
        }
     
        // 逻辑位运算函数
        private static int FF1j(int X, int Y, int Z)
        {
            int tmp = X ^ Y ^ Z;
            return tmp;
        }
     
        private static int FF2j(int X, int Y, int Z)
        {
            int tmp = ((X & Y) | (X & Z) | (Y & Z));
            return tmp;
        }
     
        private static int GG1j(int X, int Y, int Z)
        {
            int tmp = X ^ Y ^ Z;
            return tmp;
        }
     
        private static int GG2j(int X, int Y, int Z)
        {
            int tmp = (X & Y) | (~X & Z);
            return tmp;
        }
     
        private static int P0(int X)
        {
            int y = rotateLeft(X, 9);
            y = bitCycleLeft(X, 9);
            int z = rotateLeft(X, 17);
            z = bitCycleLeft(X, 17);
            int t = X ^ y ^ z;
            return t;
        }
     
        private static int P1(int X)
        {
            int t = X ^ bitCycleLeft(X, 15) ^ bitCycleLeft(X, 23);
            return t;
        }
     
        /**
         * 对最后一个分组字节数据padding
         *
         * @param in
         * @param bLen
         *            分组个数
         * @return
         */
        public static byte[] padding(byte[] in, int bLen)
        {
            int k = 448 - (8 * in.length + 1) % 512;
            if (k < 0)
            {
                k = 960 - (8 * in.length + 1) % 512;
            }
            k += 1;
            byte[] padd = new byte[k / 8];
            padd[0] = (byte) 0x80;
            long n = in.length * 8 + bLen * 512;
            byte[] out = new byte[in.length + k / 8 + 64 / 8];
            int pos = 0;
            System.arraycopy(in, 0, out, 0, in.length);
            pos += in.length;
            System.arraycopy(padd, 0, out, pos, padd.length);
            pos += padd.length;
            byte[] tmp = back(Util.longToBytes(n));
            System.arraycopy(tmp, 0, out, pos, tmp.length);
            return out;
        }
     
        /**
         * 字节数组逆序
         *
         * @param in
         * @return
         */
        private static byte[] back(byte[] in)
        {
            byte[] out = new byte[in.length];
            for (int i = 0; i < out.length; i++)
            {
                out[i] = in[out.length - i - 1];
            }
     
            return out;
        }
     
        public static int rotateLeft(int x, int n)
        {
            return (x << n) | (x >> (32 - n));
        }
     
        private static int bitCycleLeft(int n, int bitLen)
        {
            bitLen %= 32;
            byte[] tmp = bigEndianIntToByte(n);
            int byteLen = bitLen / 8;
            int len = bitLen % 8;
            if (byteLen > 0)
            {
                tmp = byteCycleLeft(tmp, byteLen);
            }
     
            if (len > 0)
            {
                tmp = bitSmall8CycleLeft(tmp, len);
            }
     
            return bigEndianByteToInt(tmp);
        }
     
        private static byte[] bitSmall8CycleLeft(byte[] in, int len)
        {
            byte[] tmp = new byte[in.length];
            int t1, t2, t3;
            for (int i = 0; i < tmp.length; i++)
            {
                t1 = (byte) ((in[i] & 0x000000ff) << len);
                t2 = (byte) ((in[(i + 1) % tmp.length] & 0x000000ff) >> (8 - len));
                t3 = (byte) (t1 | t2);
                tmp[i] = (byte) t3;
            }
     
            return tmp;
        }
     
        private static byte[] byteCycleLeft(byte[] in, int byteLen)
        {
            byte[] tmp = new byte[in.length];
            System.arraycopy(in, byteLen, tmp, 0, in.length - byteLen);
            System.arraycopy(in, 0, tmp, in.length - byteLen, byteLen);
            return tmp;
        }
    }

d.      SM3工具类

【SM3Digest.java】

 

    package com.mlq.sm;
     
    import org.bouncycastle.util.encoders.Hex;
     
    public class SM3Digest
    {
        /** SM3值的长度 */
        private static final int BYTE_LENGTH = 32;
        
        /** SM3分组长度 */
        private static final int BLOCK_LENGTH = 64;
        
        /** 缓冲区长度 */
        private static final int BUFFER_LENGTH = BLOCK_LENGTH * 1;
        
        /** 缓冲区 */
        private byte[] xBuf = new byte[BUFFER_LENGTH];
        
        /** 缓冲区偏移量 */
        private int xBufOff;
        
        /** 初始向量 */
        private byte[] V = SM3.iv.clone();
        
        private int cntBlock = 0;
     
        public SM3Digest() {
        }
     
        public SM3Digest(SM3Digest t)
        {
            System.arraycopy(t.xBuf, 0, this.xBuf, 0, t.xBuf.length);
            this.xBufOff = t.xBufOff;
            System.arraycopy(t.V, 0, this.V, 0, t.V.length);
        }
        
        /**
         * SM3结果输出
         *
         * @param out 保存SM3结构的缓冲区
         * @param outOff 缓冲区偏移量
         * @return
         */
        public int doFinal(byte[] out, int outOff)
        {
            byte[] tmp = doFinal();
            System.arraycopy(tmp, 0, out, 0, tmp.length);
            return BYTE_LENGTH;
        }
     
        public void reset()
        {
            xBufOff = 0;
            cntBlock = 0;
            V = SM3.iv.clone();
        }
     
        /**
         * 明文输入
         *
         * @param in
         *            明文输入缓冲区
         * @param inOff
         *            缓冲区偏移量
         * @param len
         *            明文长度
         */
        public void update(byte[] in, int inOff, int len)
        {
            int partLen = BUFFER_LENGTH - xBufOff;
            int inputLen = len;
            int dPos = inOff;
            if (partLen < inputLen)
            {
                System.arraycopy(in, dPos, xBuf, xBufOff, partLen);
                inputLen -= partLen;
                dPos += partLen;
                doUpdate();
                while (inputLen > BUFFER_LENGTH)
                {
                    System.arraycopy(in, dPos, xBuf, 0, BUFFER_LENGTH);
                    inputLen -= BUFFER_LENGTH;
                    dPos += BUFFER_LENGTH;
                    doUpdate();
                }
            }
     
            System.arraycopy(in, dPos, xBuf, xBufOff, inputLen);
            xBufOff += inputLen;
        }
     
        private void doUpdate()
        {
            byte[] B = new byte[BLOCK_LENGTH];
            for (int i = 0; i < BUFFER_LENGTH; i += BLOCK_LENGTH)
            {
                System.arraycopy(xBuf, i, B, 0, B.length);
                doHash(B);
            }
            xBufOff = 0;
        }
     
        private void doHash(byte[] B)
        {
            byte[] tmp = SM3.CF(V, B);
            System.arraycopy(tmp, 0, V, 0, V.length);
            cntBlock++;
        }
     
        private byte[] doFinal()
        {
            byte[] B = new byte[BLOCK_LENGTH];
            byte[] buffer = new byte[xBufOff];
            System.arraycopy(xBuf, 0, buffer, 0, buffer.length);
            byte[] tmp = SM3.padding(buffer, cntBlock);
            for (int i = 0; i < tmp.length; i += BLOCK_LENGTH)
            {
                System.arraycopy(tmp, i, B, 0, B.length);
                doHash(B);
            }
            return V;
        }
     
        public void update(byte in)
        {
            byte[] buffer = new byte[] { in };
            update(buffer, 0, 1);
        }
        
        public int getDigestSize()
        {
            return BYTE_LENGTH;
        }
        
        public static void main(String[] args)
        {
            byte[] md = new byte[32];
            byte[] msg1 = "ererfeiisgod".getBytes();
            SM3Digest sm3 = new SM3Digest();
            sm3.update(msg1, 0, msg1.length);
            sm3.doFinal(md, 0);
            String s = new String(Hex.encode(md));
            System.out.println(s.toUpperCase());
        }
    }

e.      工具类

【Util.java】

    package com.mlq.sm;
     
    import java.math.BigInteger;
     
    public class Util
    {
        /**
         * 整形转换成网络传输的字节流（字节数组）型数据
         *
         * @param num 一个整型数据
         * @return 4个字节的自己数组
         */
        public static byte[] intToBytes(int num)
        {
            byte[] bytes = new byte[4];
            bytes[0] = (byte) (0xff & (num >> 0));
            bytes[1] = (byte) (0xff & (num >> 8));
            bytes[2] = (byte) (0xff & (num >> 16));
            bytes[3] = (byte) (0xff & (num >> 24));
            return bytes;
        }
     
        /**
         * 四个字节的字节数据转换成一个整形数据
         *
         * @param bytes 4个字节的字节数组
         * @return 一个整型数据
         */
        public static int byteToInt(byte[] bytes)
        {
            int num = 0;
            int temp;
            temp = (0x000000ff & (bytes[0])) << 0;
            num = num | temp;
            temp = (0x000000ff & (bytes[1])) << 8;
            num = num | temp;
            temp = (0x000000ff & (bytes[2])) << 16;
            num = num | temp;
            temp = (0x000000ff & (bytes[3])) << 24;
            num = num | temp;
            return num;
        }
     
        /**
         * 长整形转换成网络传输的字节流（字节数组）型数据
         *
         * @param num 一个长整型数据
         * @return 4个字节的自己数组
         */
        public static byte[] longToBytes(long num)
        {
            byte[] bytes = new byte[8];
            for (int i = 0; i < 8; i++)
            {
                bytes[i] = (byte) (0xff & (num >> (i * 8)));
            }
     
            return bytes;
        }
     
        /**
         * 大数字转换字节流（字节数组）型数据
         *
         * @param n
         * @return
         */
        public static byte[] byteConvert32Bytes(BigInteger n)
        {
            byte tmpd[] = (byte[])null;
            if(n == null)
            {
                return null;
            }
            
            if(n.toByteArray().length == 33)
            {
                tmpd = new byte[32];
                System.arraycopy(n.toByteArray(), 1, tmpd, 0, 32);
            }
            else if(n.toByteArray().length == 32)
            {
                tmpd = n.toByteArray();
            }
            else
            {
                tmpd = new byte[32];
                for(int i = 0; i < 32 - n.toByteArray().length; i++)
                {
                    tmpd[i] = 0;
                }
                System.arraycopy(n.toByteArray(), 0, tmpd, 32 - n.toByteArray().length, n.toByteArray().length);
            }
            return tmpd;
        }
        
        /**
         * 换字节流（字节数组）型数据转大数字
         *
         * @param b
         * @return
         */
        public static BigInteger byteConvertInteger(byte[] b)
        {
            if (b[0] < 0)
            {
                byte[] temp = new byte[b.length + 1];
                temp[0] = 0;
                System.arraycopy(b, 0, temp, 1, b.length);
                return new BigInteger(temp);
            }
            return new BigInteger(b);
        }
        
        /**
         * 根据字节数组获得值(十六进制数字)
         *
         * @param bytes
         * @return
         */
        public static String getHexString(byte[] bytes)
        {
            return getHexString(bytes, true);
        }
        
        /**
         * 根据字节数组获得值(十六进制数字)
         *
         * @param bytes
         * @param upperCase
         * @return
         */
        public static String getHexString(byte[] bytes, boolean upperCase)
        {
            String ret = "";
            for (int i = 0; i < bytes.length; i++)
            {
                ret += Integer.toString((bytes[i] & 0xff) + 0x100, 16).substring(1);
            }
            return upperCase ? ret.toUpperCase() : ret;
        }
        
        /**
         * 打印十六进制字符串
         *
         * @param bytes
         */
        public static void printHexString(byte[] bytes)
        {
            for (int i = 0; i < bytes.length; i++)
            {
                String hex = Integer.toHexString(bytes[i] & 0xFF);
                if (hex.length() == 1)
                {
                    hex = '0' + hex;
                }
                System.out.print("0x" + hex.toUpperCase() + ",");
            }
            System.out.println("");
        }
        
        /**
         * Convert hex string to byte[]
         *
         * @param hexString
         *            the hex string
         * @return byte[]
         */
        public static byte[] hexStringToBytes(String hexString)
        {
            if (hexString == null || hexString.equals(""))
            {
                return null;
            }
            
            hexString = hexString.toUpperCase();
            int length = hexString.length() / 2;
            char[] hexChars = hexString.toCharArray();
            byte[] d = new byte[length];
            for (int i = 0; i < length; i++)
            {
                int pos = i * 2;
                d[i] = (byte) (charToByte(hexChars[pos]) << 4 | charToByte(hexChars[pos + 1]));
            }
            return d;
        }
        
        /**
         * Convert char to byte
         *
         * @param c
         *            char
         * @return byte
         */
        public static byte charToByte(char c)
        {
            return (byte) "0123456789ABCDEF".indexOf(c);
        }
        
        /**
         * 用于建立十六进制字符的输出的小写字符数组
         */
        private static final char[] DIGITS_LOWER = {'0', '1', '2', '3', '4', '5',
                '6', '7', '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'};
     
        /**
         * 用于建立十六进制字符的输出的大写字符数组
         */
        private static final char[] DIGITS_UPPER = {'0', '1', '2', '3', '4', '5',
                '6', '7', '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F'};
     
        /**
         * 将字节数组转换为十六进制字符数组
         *
         * @param data byte[]
         * @return 十六进制char[]
         */
        public static char[] encodeHex(byte[] data) {
            return encodeHex(data, true);
        }
     
        /**
         * 将字节数组转换为十六进制字符数组
         *
         * @param data        byte[]
         * @param toLowerCase true 传换成小写格式 ， false 传换成大写格式
         * @return 十六进制char[]
         */
        public static char[] encodeHex(byte[] data, boolean toLowerCase) {
            return encodeHex(data, toLowerCase ? DIGITS_LOWER : DIGITS_UPPER);
        }
     
        /**
         * 将字节数组转换为十六进制字符数组
         *
         * @param data     byte[]
         * @param toDigits 用于控制输出的char[]
         * @return 十六进制char[]
         */
        protected static char[] encodeHex(byte[] data, char[] toDigits) {
            int l = data.length;
            char[] out = new char[l << 1];
            // two characters form the hex value.
            for (int i = 0, j = 0; i < l; i++) {
                out[j++] = toDigits[(0xF0 & data[i]) >>> 4];
                out[j++] = toDigits[0x0F & data[i]];
            }
            return out;
        }
     
        /**
         * 将字节数组转换为十六进制字符串
         *
         * @param data byte[]
         * @return 十六进制String
         */
        public static String encodeHexString(byte[] data) {
            return encodeHexString(data, true);
        }
     
        /**
         * 将字节数组转换为十六进制字符串
         *
         * @param data        byte[]
         * @param toLowerCase true 传换成小写格式 ， false 传换成大写格式
         * @return 十六进制String
         */
        public static String encodeHexString(byte[] data, boolean toLowerCase) {
            return encodeHexString(data, toLowerCase ? DIGITS_LOWER : DIGITS_UPPER);
        }
     
        /**
         * 将字节数组转换为十六进制字符串
         *
         * @param data     byte[]
         * @param toDigits 用于控制输出的char[]
         * @return 十六进制String
         */
        protected static String encodeHexString(byte[] data, char[] toDigits) {
            return new String(encodeHex(data, toDigits));
        }
     
        /**
         * 将十六进制字符数组转换为字节数组
         *
         * @param data 十六进制char[]
         * @return byte[]
         * @throws RuntimeException 如果源十六进制字符数组是一个奇怪的长度，将抛出运行时异常
         */
        public static byte[] decodeHex(char[] data) {
            int len = data.length;
     
            if ((len & 0x01) != 0) {
                throw new RuntimeException("Odd number of characters.");
            }
     
            byte[] out = new byte[len >> 1];
     
            // two characters form the hex value.
            for (int i = 0, j = 0; j < len; i++) {
                int f = toDigit(data[j], j) << 4;
                j++;
                f = f | toDigit(data[j], j);
                j++;
                out[i] = (byte) (f & 0xFF);
            }
     
            return out;
        }
     
        /**
         * 将十六进制字符转换成一个整数
         *
         * @param ch    十六进制char
         * @param index 十六进制字符在字符数组中的位置
         * @return 一个整数
         * @throws RuntimeException 当ch不是一个合法的十六进制字符时，抛出运行时异常
         */
        protected static int toDigit(char ch, int index) {
            int digit = Character.digit(ch, 16);
            if (digit == -1) {
                throw new RuntimeException("Illegal hexadecimal character " + ch
                        + " at index " + index);
            }
            return digit;
        }
     
        /**
         * 数字字符串转ASCII码字符串
         *
         * @param String
         *            字符串
         * @return ASCII字符串
         */
        public static String StringToAsciiString(String content) {
            String result = "";
            int max = content.length();
            for (int i = 0; i < max; i++) {
                char c = content.charAt(i);
                String b = Integer.toHexString(c);
                result = result + b;
            }
            return result;
        }
        
        /**
         * 十六进制转字符串
         *
         * @param hexString
         *            十六进制字符串
         * @param encodeType
         *            编码类型4：Unicode，2：普通编码
         * @return 字符串
         */
        public static String hexStringToString(String hexString, int encodeType) {
            String result = "";
            int max = hexString.length() / encodeType;
            for (int i = 0; i < max; i++) {
                char c = (char) hexStringToAlgorism(hexString
                        .substring(i * encodeType, (i + 1) * encodeType));
                result += c;
            }
            return result;
        }
        
        /**
         * 十六进制字符串装十进制
         *
         * @param hex
         *            十六进制字符串
         * @return 十进制数值
         */
        public static int hexStringToAlgorism(String hex) {
            hex = hex.toUpperCase();
            int max = hex.length();
            int result = 0;
            for (int i = max; i > 0; i--) {
                char c = hex.charAt(i - 1);
                int algorism = 0;
                if (c >= '0' && c <= '9') {
                    algorism = c - '0';
                } else {
                    algorism = c - 55;
                }
                result += Math.pow(16, max - i) * algorism;
            }
            return result;
        }
        
        /**
         * 十六转二进制
         *
         * @param hex
         *            十六进制字符串
         * @return 二进制字符串
         */
        public static String hexStringToBinary(String hex) {
            hex = hex.toUpperCase();
            String result = "";
            int max = hex.length();
            for (int i = 0; i < max; i++) {
                char c = hex.charAt(i);
                switch (c) {
                case '0':
                    result += "0000";
                    break;
                case '1':
                    result += "0001";
                    break;
                case '2':
                    result += "0010";
                    break;
                case '3':
                    result += "0011";
                    break;
                case '4':
                    result += "0100";
                    break;
                case '5':
                    result += "0101";
                    break;
                case '6':
                    result += "0110";
                    break;
                case '7':
                    result += "0111";
                    break;
                case '8':
                    result += "1000";
                    break;
                case '9':
                    result += "1001";
                    break;
                case 'A':
                    result += "1010";
                    break;
                case 'B':
                    result += "1011";
                    break;
                case 'C':
                    result += "1100";
                    break;
                case 'D':
                    result += "1101";
                    break;
                case 'E':
                    result += "1110";
                    break;
                case 'F':
                    result += "1111";
                    break;
                }
            }
            return result;
        }
        
        /**
         * ASCII码字符串转数字字符串
         *
         * @param String
         *            ASCII字符串
         * @return 字符串
         */
        public static String AsciiStringToString(String content) {
            String result = "";
            int length = content.length() / 2;
            for (int i = 0; i < length; i++) {
                String c = content.substring(i * 2, i * 2 + 2);
                int a = hexStringToAlgorism(c);
                char b = (char) a;
                String d = String.valueOf(b);
                result += d;
            }
            return result;
        }
        
        /**
         * 将十进制转换为指定长度的十六进制字符串
         *
         * @param algorism
         *            int 十进制数字
         * @param maxLength
         *            int 转换后的十六进制字符串长度
         * @return String 转换后的十六进制字符串
         */
        public static String algorismToHexString(int algorism, int maxLength) {
            String result = "";
            result = Integer.toHexString(algorism);
     
            if (result.length() % 2 == 1) {
                result = "0" + result;
            }
            return patchHexString(result.toUpperCase(), maxLength);
        }
        
        /**
         * 字节数组转为普通字符串（ASCII对应的字符）
         *
         * @param bytearray
         *            byte[]
         * @return String
         */
        public static String byteToString(byte[] bytearray) {
            String result = "";
            char temp;
     
            int length = bytearray.length;
            for (int i = 0; i < length; i++) {
                temp = (char) bytearray[i];
                result += temp;
            }
            return result;
        }
        
        /**
         * 二进制字符串转十进制
         *
         * @param binary
         *            二进制字符串
         * @return 十进制数值
         */
        public static int binaryToAlgorism(String binary) {
            int max = binary.length();
            int result = 0;
            for (int i = max; i > 0; i--) {
                char c = binary.charAt(i - 1);
                int algorism = c - '0';
                result += Math.pow(2, max - i) * algorism;
            }
            return result;
        }
     
        /**
         * 十进制转换为十六进制字符串
         *
         * @param algorism
         *            int 十进制的数字
         * @return String 对应的十六进制字符串
         */
        public static String algorismToHEXString(int algorism) {
            String result = "";
            result = Integer.toHexString(algorism);
     
            if (result.length() % 2 == 1) {
                result = "0" + result;
     
            }
            result = result.toUpperCase();
     
            return result;
        }
        
        /**
         * HEX字符串前补0，主要用于长度位数不足。
         *
         * @param str
         *            String 需要补充长度的十六进制字符串
         * @param maxLength
         *            int 补充后十六进制字符串的长度
         * @return 补充结果
         */
        static public String patchHexString(String str, int maxLength) {
            String temp = "";
            for (int i = 0; i < maxLength - str.length(); i++) {
                temp = "0" + temp;
            }
            str = (temp + str).substring(0, maxLength);
            return str;
        }
        
        /**
         * 将一个字符串转换为int
         *
         * @param s
         *            String 要转换的字符串
         * @param defaultInt
         *            int 如果出现异常,默认返回的数字
         * @param radix
         *            int 要转换的字符串是什么进制的,如16 8 10.
         * @return int 转换后的数字
         */
        public static int parseToInt(String s, int defaultInt, int radix) {
            int i = 0;
            try {
                i = Integer.parseInt(s, radix);
            } catch (NumberFormatException ex) {
                i = defaultInt;
            }
            return i;
        }
        
        /**
         * 将一个十进制形式的数字字符串转换为int
         *
         * @param s
         *            String 要转换的字符串
         * @param defaultInt
         *            int 如果出现异常,默认返回的数字
         * @return int 转换后的数字
         */
        public static int parseToInt(String s, int defaultInt) {
            int i = 0;
            try {
                i = Integer.parseInt(s);
            } catch (NumberFormatException ex) {
                i = defaultInt;
            }
            return i;
        }
        
        /**
         * 十六进制串转化为byte数组
         *
         * @return the array of byte
         */
        public static byte[] hexToByte(String hex)
                throws IllegalArgumentException {
            if (hex.length() % 2 != 0) {
                throw new IllegalArgumentException();
            }
            char[] arr = hex.toCharArray();
            byte[] b = new byte[hex.length() / 2];
            for (int i = 0, j = 0, l = hex.length(); i < l; i++, j++) {
                String swap = "" + arr[i++] + arr[i];
                int byteint = Integer.parseInt(swap, 16) & 0xFF;
                b[j] = new Integer(byteint).byteValue();
            }
            return b;
        }
        
        /**
         * 字节数组转换为十六进制字符串
         *
         * @param b
         *            byte[] 需要转换的字节数组
         * @return String 十六进制字符串
         */
        public static String byteToHex(byte b[]) {
            if (b == null) {
                throw new IllegalArgumentException(
                        "Argument b ( byte array ) is null! ");
            }
            String hs = "";
            String stmp = "";
            for (int n = 0; n < b.length; n++) {
                stmp = Integer.toHexString(b[n] & 0xff);
                if (stmp.length() == 1) {
                    hs = hs + "0" + stmp;
                } else {
                    hs = hs + stmp;
                }
            }
            return hs.toUpperCase();
        }
        
        public static byte[] subByte(byte[] input, int startIndex, int length) {
            byte[] bt = new byte[length];
            for (int i = 0; i < length; i++) {
                bt[i] = input[i + startIndex];
            }
            return bt;
        }
    }

f.     Chiper类

    package com.mlq.sm;
     
    import java.math.BigInteger;
    import org.bouncycastle.crypto.AsymmetricCipherKeyPair;
    import org.bouncycastle.crypto.params.ECPrivateKeyParameters;
    import org.bouncycastle.crypto.params.ECPublicKeyParameters;
    import org.bouncycastle.math.ec.ECPoint;
     
    public class Cipher
    {
        private int ct;
        private ECPoint p2;
        private SM3Digest sm3keybase;
        private SM3Digest sm3c3;
        private byte key[];
        private byte keyOff;
     
        public Cipher()
        {
            this.ct = 1;
            this.key = new byte[32];
            this.keyOff = 0;
        }
     
        private void Reset()
        {
            this.sm3keybase = new SM3Digest();
            this.sm3c3 = new SM3Digest();
            
            byte p[] = Util.byteConvert32Bytes(p2.getX().toBigInteger());
            this.sm3keybase.update(p, 0, p.length);
            this.sm3c3.update(p, 0, p.length);
            
            p = Util.byteConvert32Bytes(p2.getY().toBigInteger());
            this.sm3keybase.update(p, 0, p.length);
            this.ct = 1;
            NextKey();
        }
     
        private void NextKey()
        {
            SM3Digest sm3keycur = new SM3Digest(this.sm3keybase);
            sm3keycur.update((byte) (ct >> 24 & 0xff));
            sm3keycur.update((byte) (ct >> 16 & 0xff));
            sm3keycur.update((byte) (ct >> 8 & 0xff));
            sm3keycur.update((byte) (ct & 0xff));
            sm3keycur.doFinal(key, 0);
            this.keyOff = 0;
            this.ct++;
        }
     
        public ECPoint Init_enc(SM2 sm2, ECPoint userKey)
        {
            AsymmetricCipherKeyPair key = sm2.ecc_key_pair_generator.generateKeyPair();
            ECPrivateKeyParameters ecpriv = (ECPrivateKeyParameters) key.getPrivate();
            ECPublicKeyParameters ecpub = (ECPublicKeyParameters) key.getPublic();
            BigInteger k = ecpriv.getD();
            ECPoint c1 = ecpub.getQ();
            this.p2 = userKey.multiply(k);
            Reset();
            return c1;
        }
     
        public void Encrypt(byte data[])
        {
            this.sm3c3.update(data, 0, data.length);
            for (int i = 0; i < data.length; i++)
            {
                if (keyOff == key.length)
                {
                    NextKey();
                }
                data[i] ^= key[keyOff++];
            }
        }
     
        public void Init_dec(BigInteger userD, ECPoint c1)
        {
            this.p2 = c1.multiply(userD);
            Reset();
        }
     
        public void Decrypt(byte data[])
        {
            for (int i = 0; i < data.length; i++)
            {
                if (keyOff == key.length)
                {
                    NextKey();
                }
                data[i] ^= key[keyOff++];
            }
     
            this.sm3c3.update(data, 0, data.length);
        }
     
        public void Dofinal(byte c3[])
        {
            byte p[] = Util.byteConvert32Bytes(p2.getY().toBigInteger());
            this.sm3c3.update(p, 0, p.length);
            this.sm3c3.doFinal(c3, 0);
            Reset();
        }
    }

2.SM4

直接上代码：

a.      SM4主类

【SM4.java】

 

    package com.mlq.sm;
     
    import java.io.ByteArrayInputStream;
    import java.io.ByteArrayOutputStream;
     
    public class SM4
    {
        public static final int SM4_ENCRYPT = 1;
        
        public static final int SM4_DECRYPT = 0;
     
        private long GET_ULONG_BE(byte[] b, int i)
        {
            long n = (long)(b[i] & 0xff) << 24 | (long)((b[i + 1] & 0xff) << 16) | (long)((b[i + 2] & 0xff) << 8) | (long)(b[i + 3] & 0xff) & 0xffffffffL;
            return n;
        }
     
        private void PUT_ULONG_BE(long n, byte[] b, int i)
        {
            b[i] = (byte)(int)(0xFF & n >> 24);
            b[i + 1] = (byte)(int)(0xFF & n >> 16);
            b[i + 2] = (byte)(int)(0xFF & n >> 8);
            b[i + 3] = (byte)(int)(0xFF & n);
        }
     
        private long SHL(long x, int n)
        {
            return (x & 0xFFFFFFFF) << n;
        }
        
        private long ROTL(long x, int n)
        {
            return SHL(x, n) | x >> (32 - n);
        }
        
        private void SWAP(long[] sk, int i)
        {
            long t = sk[i];
            sk[i] = sk[(31 - i)];
            sk[(31 - i)] = t;
        }
        
        public static final byte[] SboxTable = { (byte) 0xd6, (byte) 0x90, (byte) 0xe9, (byte) 0xfe,
            (byte) 0xcc, (byte) 0xe1, 0x3d, (byte) 0xb7, 0x16, (byte) 0xb6,
            0x14, (byte) 0xc2, 0x28, (byte) 0xfb, 0x2c, 0x05, 0x2b, 0x67,
            (byte) 0x9a, 0x76, 0x2a, (byte) 0xbe, 0x04, (byte) 0xc3,
            (byte) 0xaa, 0x44, 0x13, 0x26, 0x49, (byte) 0x86, 0x06,
            (byte) 0x99, (byte) 0x9c, 0x42, 0x50, (byte) 0xf4, (byte) 0x91,
            (byte) 0xef, (byte) 0x98, 0x7a, 0x33, 0x54, 0x0b, 0x43,
            (byte) 0xed, (byte) 0xcf, (byte) 0xac, 0x62, (byte) 0xe4,
            (byte) 0xb3, 0x1c, (byte) 0xa9, (byte) 0xc9, 0x08, (byte) 0xe8,
            (byte) 0x95, (byte) 0x80, (byte) 0xdf, (byte) 0x94, (byte) 0xfa,
            0x75, (byte) 0x8f, 0x3f, (byte) 0xa6, 0x47, 0x07, (byte) 0xa7,
            (byte) 0xfc, (byte) 0xf3, 0x73, 0x17, (byte) 0xba, (byte) 0x83,
            0x59, 0x3c, 0x19, (byte) 0xe6, (byte) 0x85, 0x4f, (byte) 0xa8,
            0x68, 0x6b, (byte) 0x81, (byte) 0xb2, 0x71, 0x64, (byte) 0xda,
            (byte) 0x8b, (byte) 0xf8, (byte) 0xeb, 0x0f, 0x4b, 0x70, 0x56,
            (byte) 0x9d, 0x35, 0x1e, 0x24, 0x0e, 0x5e, 0x63, 0x58, (byte) 0xd1,
            (byte) 0xa2, 0x25, 0x22, 0x7c, 0x3b, 0x01, 0x21, 0x78, (byte) 0x87,
            (byte) 0xd4, 0x00, 0x46, 0x57, (byte) 0x9f, (byte) 0xd3, 0x27,
            0x52, 0x4c, 0x36, 0x02, (byte) 0xe7, (byte) 0xa0, (byte) 0xc4,
            (byte) 0xc8, (byte) 0x9e, (byte) 0xea, (byte) 0xbf, (byte) 0x8a,
            (byte) 0xd2, 0x40, (byte) 0xc7, 0x38, (byte) 0xb5, (byte) 0xa3,
            (byte) 0xf7, (byte) 0xf2, (byte) 0xce, (byte) 0xf9, 0x61, 0x15,
            (byte) 0xa1, (byte) 0xe0, (byte) 0xae, 0x5d, (byte) 0xa4,
            (byte) 0x9b, 0x34, 0x1a, 0x55, (byte) 0xad, (byte) 0x93, 0x32,
            0x30, (byte) 0xf5, (byte) 0x8c, (byte) 0xb1, (byte) 0xe3, 0x1d,
            (byte) 0xf6, (byte) 0xe2, 0x2e, (byte) 0x82, 0x66, (byte) 0xca,
            0x60, (byte) 0xc0, 0x29, 0x23, (byte) 0xab, 0x0d, 0x53, 0x4e, 0x6f,
            (byte) 0xd5, (byte) 0xdb, 0x37, 0x45, (byte) 0xde, (byte) 0xfd,
            (byte) 0x8e, 0x2f, 0x03, (byte) 0xff, 0x6a, 0x72, 0x6d, 0x6c, 0x5b,
            0x51, (byte) 0x8d, 0x1b, (byte) 0xaf, (byte) 0x92, (byte) 0xbb,
            (byte) 0xdd, (byte) 0xbc, 0x7f, 0x11, (byte) 0xd9, 0x5c, 0x41,
            0x1f, 0x10, 0x5a, (byte) 0xd8, 0x0a, (byte) 0xc1, 0x31,
            (byte) 0x88, (byte) 0xa5, (byte) 0xcd, 0x7b, (byte) 0xbd, 0x2d,
            0x74, (byte) 0xd0, 0x12, (byte) 0xb8, (byte) 0xe5, (byte) 0xb4,
            (byte) 0xb0, (byte) 0x89, 0x69, (byte) 0x97, 0x4a, 0x0c,
            (byte) 0x96, 0x77, 0x7e, 0x65, (byte) 0xb9, (byte) 0xf1, 0x09,
            (byte) 0xc5, 0x6e, (byte) 0xc6, (byte) 0x84, 0x18, (byte) 0xf0,
            0x7d, (byte) 0xec, 0x3a, (byte) 0xdc, 0x4d, 0x20, 0x79,
            (byte) 0xee, 0x5f, 0x3e, (byte) 0xd7, (byte) 0xcb, 0x39, 0x48 };
        
        public static final int[] FK = { 0xa3b1bac6, 0x56aa3350, 0x677d9197, 0xb27022dc };
        
        public static final int[] CK = { 0x00070e15,0x1c232a31,0x383f464d,0x545b6269,
            0x70777e85,0x8c939aa1,0xa8afb6bd,0xc4cbd2d9,
            0xe0e7eef5,0xfc030a11,0x181f262d,0x343b4249,
            0x50575e65,0x6c737a81,0x888f969d,0xa4abb2b9,
            0xc0c7ced5,0xdce3eaf1,0xf8ff060d,0x141b2229,
            0x30373e45,0x4c535a61,0x686f767d,0x848b9299,
            0xa0a7aeb5,0xbcc3cad1,0xd8dfe6ed,0xf4fb0209,
            0x10171e25,0x2c333a41,0x484f565d,0x646b7279 };
     
        private byte sm4Sbox(byte inch)
        {
            int i = inch & 0xFF;
            byte retVal = SboxTable[i];
            return retVal;
        }
     
        private long sm4Lt(long ka)
        {
            long bb = 0L;
            long c = 0L;
            byte[] a = new byte[4];
            byte[] b = new byte[4];
            PUT_ULONG_BE(ka, a, 0);
            b[0] = sm4Sbox(a[0]);
            b[1] = sm4Sbox(a[1]);
            b[2] = sm4Sbox(a[2]);
            b[3] = sm4Sbox(a[3]);
            bb = GET_ULONG_BE(b, 0);
            c = bb ^ ROTL(bb, 2) ^ ROTL(bb, 10) ^ ROTL(bb, 18) ^ ROTL(bb, 24);
            return c;
        }
     
        private long sm4F(long x0, long x1, long x2, long x3, long rk)
        {
            return x0 ^ sm4Lt(x1 ^ x2 ^ x3 ^ rk);
        }
     
        private long sm4CalciRK(long ka)
        {
            long bb = 0L;
            long rk = 0L;
            byte[] a = new byte[4];
            byte[] b = new byte[4];
            PUT_ULONG_BE(ka, a, 0);
            b[0] = sm4Sbox(a[0]);
            b[1] = sm4Sbox(a[1]);
            b[2] = sm4Sbox(a[2]);
            b[3] = sm4Sbox(a[3]);
            bb = GET_ULONG_BE(b, 0);
            rk = bb ^ ROTL(bb, 13) ^ ROTL(bb, 23);
            return rk;
        }
     
        private void sm4_setkey(long[] SK, byte[] key)
        {
            long[] MK = new long[4];
            long[] k = new long[36];
            int i = 0;
            MK[0] = GET_ULONG_BE(key, 0);
            MK[1] = GET_ULONG_BE(key, 4);
            MK[2] = GET_ULONG_BE(key, 8);
            MK[3] = GET_ULONG_BE(key, 12);
            k[0] = MK[0] ^ (long) FK[0];
            k[1] = MK[1] ^ (long) FK[1];
            k[2] = MK[2] ^ (long) FK[2];
            k[3] = MK[3] ^ (long) FK[3];
            for (; i < 32; i++)
            {
                k[(i + 4)] = (k[i] ^ sm4CalciRK(k[(i + 1)] ^ k[(i + 2)] ^ k[(i + 3)] ^ (long) CK[i]));
                SK[i] = k[(i + 4)];
            }
        }
     
        private void sm4_one_round(long[] sk, byte[] input, byte[] output)
        {
            int i = 0;
            long[] ulbuf = new long[36];
            ulbuf[0] = GET_ULONG_BE(input, 0);
            ulbuf[1] = GET_ULONG_BE(input, 4);
            ulbuf[2] = GET_ULONG_BE(input, 8);
            ulbuf[3] = GET_ULONG_BE(input, 12);
            while (i < 32)
            {
                ulbuf[(i + 4)] = sm4F(ulbuf[i], ulbuf[(i + 1)], ulbuf[(i + 2)], ulbuf[(i + 3)], sk[i]);
                i++;
            }
            PUT_ULONG_BE(ulbuf[35], output, 0);
            PUT_ULONG_BE(ulbuf[34], output, 4);
            PUT_ULONG_BE(ulbuf[33], output, 8);
            PUT_ULONG_BE(ulbuf[32], output, 12);
        }
     
        private byte[] padding(byte[] input, int mode)
        {
            if (input == null)
            {
                return null;
            }
            
            byte[] ret = (byte[]) null;
            if (mode == SM4_ENCRYPT)
            {
                int p = 16 - input.length % 16;
                ret = new byte[input.length + p];
                System.arraycopy(input, 0, ret, 0, input.length);
                for (int i = 0; i < p; i++)
                {
                    ret[input.length + i] = (byte) p;
                }
            }
            else
            {
                int p = input[input.length - 1];
                ret = new byte[input.length - p];
                System.arraycopy(input, 0, ret, 0, input.length - p);
            }
            return ret;
        }
     
        public void sm4_setkey_enc(SM4_Context ctx, byte[] key) throws Exception
        {
            if (ctx == null)
            {
                throw new Exception("ctx is null!");
            }
            
            if (key == null || key.length != 16)
            {
                throw new Exception("key error!");
            }
            
            ctx.mode = SM4_ENCRYPT;
            sm4_setkey(ctx.sk, key);
        }
     
        public void sm4_setkey_dec(SM4_Context ctx, byte[] key) throws Exception
        {
            if (ctx == null)
            {
                throw new Exception("ctx is null!");
            }
            
            if (key == null || key.length != 16)
            {
                throw new Exception("key error!");
            }
            
            int i = 0;
            ctx.mode = SM4_DECRYPT;
            sm4_setkey(ctx.sk, key);
            for (i = 0; i < 16; i++)
            {
                SWAP(ctx.sk, i);
            }
        }
     
        public byte[] sm4_crypt_ecb(SM4_Context ctx, byte[] input) throws Exception
        {
            if (input == null)
            {
                throw new Exception("input is null!");
            }
        
            if ((ctx.isPadding) && (ctx.mode == SM4_ENCRYPT))
            {
                input = padding(input, SM4_ENCRYPT);
            }
            
            int length = input.length;
            ByteArrayInputStream bins = new ByteArrayInputStream(input);
            ByteArrayOutputStream bous = new ByteArrayOutputStream();
            for(; length > 0; length -= 16)
            {
                byte[] in = new byte[16];
                byte[] out = new byte[16];
                bins.read(in);
                sm4_one_round(ctx.sk, in, out);
                bous.write(out);
            }
            
            byte[] output = bous.toByteArray();
            if (ctx.isPadding && ctx.mode == SM4_DECRYPT)
            {
                output = padding(output, SM4_DECRYPT);
            }
            bins.close();
            bous.close();
            return output;
        }
     
        public byte[] sm4_crypt_cbc(SM4_Context ctx, byte[] iv, byte[] input) throws Exception
        {
            if (iv == null || iv.length != 16)
            {
                throw new Exception("iv error!");
            }
            
            if (input == null)
            {
                throw new Exception("input is null!");
            }
            
            if (ctx.isPadding && ctx.mode == SM4_ENCRYPT)
            {
                input = padding(input, SM4_ENCRYPT);
            }
            
            int i = 0;
            int length = input.length;
            ByteArrayInputStream bins = new ByteArrayInputStream(input);
            ByteArrayOutputStream bous = new ByteArrayOutputStream();
            if (ctx.mode == SM4_ENCRYPT)
            {
                for(; length > 0; length -= 16)
                {
                    byte[] in = new byte[16];
                    byte[] out = new byte[16];
                    byte[] out1 = new byte[16];
                    
                    bins.read(in);
                    for (i = 0; i < 16; i++)
                    {
                        out[i] = ((byte) (in[i] ^ iv[i]));
                    }
                    sm4_one_round(ctx.sk, out, out1);
                    System.arraycopy(out1, 0, iv, 0, 16);
                    bous.write(out1);
                }
            }
            else
            {
                byte[] temp = new byte[16];
                for(; length > 0; length -= 16)
                {
                    byte[] in = new byte[16];
                    byte[] out = new byte[16];
                    byte[] out1 = new byte[16];
                    
                    bins.read(in);
                    System.arraycopy(in, 0, temp, 0, 16);
                    sm4_one_round(ctx.sk, in, out);
                    for (i = 0; i < 16; i++)
                    {
                        out1[i] = ((byte) (out[i] ^ iv[i]));
                    }
                    System.arraycopy(temp, 0, iv, 0, 16);
                    bous.write(out1);
                }
            }
            
            byte[] output = bous.toByteArray();
            if (ctx.isPadding && ctx.mode == SM4_DECRYPT)
            {
                output = padding(output, SM4_DECRYPT);
            }
            bins.close();
            bous.close();
            return output;
        }
    }

b.      SM4实体类

【SM4_Context.java】

 

    package com.mlq.sm;
     
    public class SM4_Context
    {
        public int mode;
        
        public long[] sk;
        
        public boolean isPadding;
     
        public SM4_Context()
        {
            this.mode = 1;
            this.isPadding = true;
            this.sk = new long[32];
        }
    }

c.      SM4工具类(这里的PaddingMode采用的是PKCS7)

【SM4Utils.java】

 

    package com.mlq.sm;
     
    import java.io.IOException;
    import java.util.regex.Matcher;
    import java.util.regex.Pattern;
     
    import sun.misc.BASE64Decoder;
    import sun.misc.BASE64Encoder;
     
    public class SM4Utils
    {
        private String secretKey = "";
        private String iv = "";
        private boolean hexString = false;
        
        public SM4Utils()
        {
        }
        
        public String encryptData_ECB(String plainText)
        {
            try
            {
                SM4_Context ctx = new SM4_Context();
                ctx.isPadding = true;
                ctx.mode = SM4.SM4_ENCRYPT;
                
                byte[] keyBytes;
                if (hexString)
                {
                    keyBytes = Util.hexStringToBytes(secretKey);
                }
                else
                {
                    keyBytes = secretKey.getBytes();
                }
                
                SM4 sm4 = new SM4();
                sm4.sm4_setkey_enc(ctx, keyBytes);
                byte[] encrypted = sm4.sm4_crypt_ecb(ctx, plainText.getBytes("GBK"));
                String cipherText = new BASE64Encoder().encode(encrypted);
                if (cipherText != null && cipherText.trim().length() > 0)
                {
                    Pattern p = Pattern.compile("\\s*|\t|\r|\n");
                    Matcher m = p.matcher(cipherText);
                    cipherText = m.replaceAll("");
                }
                return cipherText;
            }
            catch (Exception e)
            {
                e.printStackTrace();
                return null;
            }
        }
        
        public String decryptData_ECB(String cipherText)
        {
            try
            {
                SM4_Context ctx = new SM4_Context();
                ctx.isPadding = true;
                ctx.mode = SM4.SM4_DECRYPT;
                
                byte[] keyBytes;
                if (hexString)
                {
                    keyBytes = Util.hexStringToBytes(secretKey);
                }
                else
                {
                    keyBytes = secretKey.getBytes();
                }
                
                SM4 sm4 = new SM4();
                sm4.sm4_setkey_dec(ctx, keyBytes);
                byte[] decrypted = sm4.sm4_crypt_ecb(ctx, new BASE64Decoder().decodeBuffer(cipherText));
                return new String(decrypted, "GBK");
            }
            catch (Exception e)
            {
                e.printStackTrace();
                return null;
            }
        }
        
        public String encryptData_CBC(String plainText)
        {
            try
            {
                SM4_Context ctx = new SM4_Context();
                ctx.isPadding = true;
                ctx.mode = SM4.SM4_ENCRYPT;
                
                byte[] keyBytes;
                byte[] ivBytes;
                if (hexString)
                {
                    keyBytes = Util.hexStringToBytes(secretKey);
                    ivBytes = Util.hexStringToBytes(iv);
                }
                else
                {
                    keyBytes = secretKey.getBytes();
                    ivBytes = iv.getBytes();
                }
                
                SM4 sm4 = new SM4();
                sm4.sm4_setkey_enc(ctx, keyBytes);
                byte[] encrypted = sm4.sm4_crypt_cbc(ctx, ivBytes, plainText.getBytes("GBK"));
                String cipherText = new BASE64Encoder().encode(encrypted);
                if (cipherText != null && cipherText.trim().length() > 0)
                {
                    Pattern p = Pattern.compile("\\s*|\t|\r|\n");
                    Matcher m = p.matcher(cipherText);
                    cipherText = m.replaceAll("");
                }
                return cipherText;
            }
            catch (Exception e)
            {
                e.printStackTrace();
                return null;
            }
        }
        
        public String decryptData_CBC(String cipherText)
        {
            try
            {
                SM4_Context ctx = new SM4_Context();
                ctx.isPadding = true;
                ctx.mode = SM4.SM4_DECRYPT;
                
                byte[] keyBytes;
                byte[] ivBytes;
                if (hexString)
                {
                    keyBytes = Util.hexStringToBytes(secretKey);
                    ivBytes = Util.hexStringToBytes(iv);
                }
                else
                {
                    keyBytes = secretKey.getBytes();
                    ivBytes = iv.getBytes();
                }
                
                SM4 sm4 = new SM4();
                sm4.sm4_setkey_dec(ctx, keyBytes);
                byte[] decrypted = sm4.sm4_crypt_cbc(ctx, ivBytes, new BASE64Decoder().decodeBuffer(cipherText));
                return new String(decrypted, "GBK");
            }
            catch (Exception e)
            {
                e.printStackTrace();
                return null;
            }
        }
        
        public static void main(String[] args) throws IOException
        {
            String plainText = "ererfeiisgod";
            
            SM4Utils sm4 = new SM4Utils();
            sm4.secretKey = "JeF8U9wHFOMfs2Y8";
            sm4.hexString = false;
            
            System.out.println("ECB模式");
            String cipherText = sm4.encryptData_ECB(plainText);
            System.out.println("密文: " + cipherText);
            System.out.println("");
            
            plainText = sm4.decryptData_ECB(cipherText);
            System.out.println("明文: " + plainText);
            System.out.println("");
            
            System.out.println("CBC模式");
            sm4.iv = "UISwD9fW6cFh9SNS";
            cipherText = sm4.encryptData_CBC(plainText);
            System.out.println("密文: " + cipherText);
            System.out.println("");
            
            plainText = sm4.decryptData_CBC(cipherText);
            System.out.println("明文: " + plainText);
        }
    }
---------------------
作者：爱清清
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/ererfei/article/details/50998162
版权声明：本文为博主原创文章，转载请附上博文链接！