前言
SM4分组密码算法，是由国家密码局发布的国产商用密码算法。该算法的分组长度为128 bit，密钥长度为128 bit。具体算法描述可以查阅GB/T 32907-2016 《信息安全技术 SM4分组密码算法》。
本文SM4的java实现方法，在BC库（bouncycastle）的基础上做了简单的封装，JS方法在sm-crypto的基础上做的封装。
JAVA
加解密方法
org.bouncycastle
bcprov-jdk15on
1.68
import java.security.SecureRandom;
import java.security.Security;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
/**
* 国密SM4分组密码算法工具类（对称加密）
* GB/T 32907-2016 信息安全技术 SM4分组密码算法
*
* @author BBF
* @see GB/T
* 32907-2016
*/
public class Sm4Util {
private static final String ALGORITHM_NAME = "SM4";
private static final String ALGORITHM_ECB_PKCS5PADDING = "SM4/ECB/PKCS5Padding";
/**
* SM4算法目前只支持128位（即密钥16字节）
*/
private static final int DEFAULT_KEY_SIZE = 128;
static {
// 防止内存中出现多次BouncyCastleProvider的实例
if (null == Security.getProvider(BouncyCastleProvider.PROVIDER_NAME)) {
Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
}
}
private Sm4Util() {
}
/**
* 生成密钥
* 建议使用org.bouncycastle.util.encoders.Hex将二进制转成HEX字符串
*
* @return 密钥16位
* @throws Exception 生成密钥异常
*/
public static byte[] generateKey() throws Exception {
KeyGenerator kg = KeyGenerator.getInstance(ALGORITHM_NAME, BouncyCastleProvider.PROVIDER_NAME);
kg.init(DEFAULT_KEY_SIZE, new SecureRandom());
return kg.generateKey().getEncoded();
}
/**
* 加密，SM4-ECB-PKCS5Padding
*
* @param data 要加密的明文
* @param key 密钥16字节，使用Sm4Util.generateKey()生成
* @return 加密后的密文
* @throws Exception 加密异常
*/
public static byte[] encryptEcbPkcs5Padding(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
return sm4(data, key, ALGORITHM_ECB_PKCS5PADDING, null, Cipher.ENCRYPT_MODE);
}
/**
* 解密，SM4-ECB-PKCS5Padding
*
* @param data 要解密的密文
* @param key 密钥16字节，使用Sm4Util.generateKey()生成
* @return 解密后的明文
* @throws Exception 解密异常
*/
public static byte[] decryptEcbPkcs5Padding(byte[] data, byte[] key) throws Exception {
return sm4(data, key, ALGORITHM_ECB_PKCS5PADDING, null, Cipher.DECRYPT_MODE);
}
/**
* SM4对称加解密
*
* @param input 明文（加密模式）或密文（解密模式）
* @param key 密钥
* @param sm4mode sm4加密模式
* @param iv 初始向量(ECB模式下传NULL)
* @param mode Cipher.ENCRYPT_MODE - 加密；Cipher.DECRYPT_MODE - 解密
* @return 密文（加密模式）或明文（解密模式）
* @throws Exception 加解密异常
*/
private static byte[] sm4(byte[] input, byte[] key, String sm4mode, byte[] iv, int mode)
throws Exception {
IvParameterSpec ivParameterSpec = null;
if (null != iv) {
ivParameterSpec = new IvParameterSpec(iv);
}
SecretKeySpec sm4Key = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM_NAME);
Cipher cipher = Cipher.getInstance(sm4mode, BouncyCastleProvider.PROVIDER_NAME);
if (null == ivParameterSpec) {
cipher.init(mode, sm4Key);
} else {
cipher.init(mode, sm4Key, ivParameterSpec);
}
return cipher.doFinal(input);
}
}测试用例
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import org.bouncycastle.util.encoders.Hex;
import org.junit.Assert;
import org.junit.Test;
public class Sm4UtilTest {
@Test
public void ecbPkcs5Padding() throws Exception {
String txt = "sm4对称加密演示←←";
String key = "FA171555405706F73D7B973DB89F0B47";
byte[] output = Sm4Util.encryptEcbPkcs5Padding(txt.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), key);
String hex = Hex.toHexString(output);
LOGGER.info("SM4-ECB-PKCS5Padding，加密输出HEX = {}", hex);
// 解密
byte[] input = Hex.decode(hex);
output = Sm4Util.decryptEcbPkcs5Padding(input, key);
String s = new String(output, StandardCharsets.UTF_8);
LOGGER.info("SM4-ECB-PKCS5Padding，解密输出 = {}", s);
LOGGER.info("SM4-ECB-PKCS5Padding，key = {}", Hex.toHexString(key));
Assert.assertEquals(txt, s);
}
} JS
加解密方法
/**
* SM4-ECB-PKCS5Padding对称加密
* @param text {string} 要加密的明文
* @param secretKey {string} 密钥，43位随机大小写与数字
* @returns {string} 加密后的密文，Base64格式
*/
function SM4_ECB_ENCRYPT(text, secretKey) {
return sm4.encrypt(text, secretKey).toUpperCase();
}
/**
* SM4-ECB-PKCS5Padding对称解密
* @param textBase64 {string} 要解密的密文，Base64格式
* @param secretKey {string} 密钥，43位随机大小写与数字
* @returns {string} 解密后的明文
*/
function SM4_ECB_DECRYPT(textBase64, secretKey) {
return sm4.decrypt(textBase64, secretKey);
}测试用例
var message = "sm4对称加密演示←←";
var key = "FA171555405706F73D7B973DB89F0B47";
var ecbEncrypt = SM4_ECB_ENCRYPT(message, key);
console.log("ecb加密", ecbEncrypt);
var ecbDecrypt = SM4_ECB_DECRYPT(ecbEncrypt, key);
console.log("ecb结果比较---", message === ecbDecrypt)