国密SM2算法进行数据的加密、签名和验签、解密

news2025/12/7 12:32:46

一、背景介绍

数据的加解密有很多种方式，几种常用的加密算法如下：

DES（Data Encryption Standard）：对称算法，数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合；

3DES（Triple DES）：是基于DES的对称算法，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高；

RC2和RC4：对称算法，用变长密钥对大量数据进行加密，比 DES 快；

IDEA（International Data Encryption Algorithm）国际数据加密算法，使用 128 位密钥提供非常强的安全性；

RSA：由 RSA 公司发明，是一个支持变长密钥的公共密钥算法，需要加密的文件块的长度也是可变的，非对称算法

本文着重介绍SM2国密算法的使用，这是一款中国国家密码局发布的一款加密算法，本文介绍使用语言环境为java语言 

二、引入pom依赖

<dependency>
    <groupId>org.bouncycastle</groupId>
    <artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId>
    <version>1.70</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.projectlombok</groupId>
    <artifactId>lombok</artifactId>
    <scope>provided</scope>
</dependency>

主要是引入了工具包和lombok依赖

 三、国密公私钥对工具类KeyUtils

package com.hl.sm2demo.util;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;

import java.security.*;
import java.security.spec.ECGenParameterSpec;
import java.security.spec.PKCS8EncodedKeySpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.util.Base64;
import java.util.Map;

/**
 * @ Description 国密公私钥对工具类
 */
@Slf4j
public class KeyUtils {
    public static final String PUBLIC_KEY = "publicKey";

    public static final String PRIVATE_KEY = "privateKey";

    /**
     * 生成国密公私钥对
     */
    public static Map<String, String> generateSmKey() throws Exception {
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = null;
        SecureRandom secureRandom = new SecureRandom();
        ECGenParameterSpec sm2Spec = new ECGenParameterSpec("sm2p256v1");
        keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("EC", new BouncyCastleProvider());
        keyPairGenerator.initialize(sm2Spec);
        keyPairGenerator.initialize(sm2Spec, secureRandom);
        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        String publicKeyStr = new String(Base64.getEncoder().encode(publicKey.getEncoded()));
        String privateKeyStr = new String(Base64.getEncoder().encode(privateKey.getEncoded()));
        return Map.of(PUBLIC_KEY, publicKeyStr, PRIVATE_KEY, privateKeyStr);
    }

    /**
     * 将Base64转码的公钥串，转化为公钥对象
     */
    public static PublicKey createPublicKey(String publicKey) {
        PublicKey publickey = null;
        try {
            X509EncodedKeySpec publicKeySpec = new X509EncodedKeySpec(Base64.getDecoder().decode(publicKey));
            KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("EC", new BouncyCastleProvider());
            publickey = keyFactory.generatePublic(publicKeySpec);
        } catch (Exception e) {
            log.error("将Base64转码的公钥串，转化为公钥对象异常：{}", e.getMessage(), e);
        }
        return publickey;
    }

    /**
     * 将Base64转码的私钥串，转化为私钥对象
     */
    public static PrivateKey createPrivateKey(String privateKey) {
        PrivateKey publickey = null;
        try {
            PKCS8EncodedKeySpec pkcs8EncodedKeySpec = new PKCS8EncodedKeySpec(Base64.getDecoder().decode(privateKey));
            KeyFactory keyFactory = KeyFactory.getInstance("EC", new BouncyCastleProvider());
            publickey = keyFactory.generatePrivate(pkcs8EncodedKeySpec);
        } catch (Exception e) {
            log.error("将Base64转码的私钥串，转化为私钥对象异常：{}", e.getMessage(), e);
        }
        return publickey;
    }

}

生成公私钥字符串map对象，公钥串转公钥对象方法和私钥串转私钥对象方法 

四、 SM2工具类

package com.hl.sm2demo.util;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.bouncycastle.asn1.gm.GMObjectIdentifiers;
import org.bouncycastle.crypto.InvalidCipherTextException;
import org.bouncycastle.crypto.engines.SM2Engine;
import org.bouncycastle.crypto.params.ECDomainParameters;
import org.bouncycastle.crypto.params.ECPrivateKeyParameters;
import org.bouncycastle.crypto.params.ECPublicKeyParameters;
import org.bouncycastle.crypto.params.ParametersWithRandom;
import org.bouncycastle.jcajce.provider.asymmetric.ec.BCECPrivateKey;
import org.bouncycastle.jcajce.provider.asymmetric.ec.BCECPublicKey;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import org.bouncycastle.jce.spec.ECParameterSpec;

import java.security.*;

/**
 * @ Description SM2实现工具类
 */
@Slf4j
public class Sm2Util {

/*    这行代码是在Java中用于向安全系统添加Bouncy Castle安全提供器的。
    Bouncy Castle是一个流行的开源加密库，它提供了许多密码学算法和安全协议的实现。

    通过调用Security.addProvider并传入BouncyCastleProvider对象，你可以注册Bouncy Castle提供的安全服务和算法到Java的安全框架中。
    这样一来，你就可以在你的应用程序中使用Bouncy Castle所提供的加密算法、密钥生成和管理等功能。*/
    static {
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
    }

    /**
     * 根据publicKey对原始数据data，使用SM2加密
     */
    public static byte[] encrypt(byte[] data, PublicKey publicKey) {
        ECPublicKeyParameters localECPublicKeyParameters = getEcPublicKeyParameters(publicKey);
        SM2Engine localSM2Engine = new SM2Engine();
        localSM2Engine.init(true, new ParametersWithRandom(localECPublicKeyParameters, new SecureRandom()));
        byte[] arrayOfByte2;
        try {
            arrayOfByte2 = localSM2Engine.processBlock(data, 0, data.length);
            return arrayOfByte2;
        } catch (InvalidCipherTextException e) {
            log.error("SM2加密失败:{}", e.getMessage(), e);
            return null;
        }
    }

    private static ECPublicKeyParameters getEcPublicKeyParameters(PublicKey publicKey) {
        ECPublicKeyParameters localECPublicKeyParameters = null;
        if (publicKey instanceof BCECPublicKey localECPublicKey) {
            ECParameterSpec localECParameterSpec = localECPublicKey.getParameters();
            ECDomainParameters localECDomainParameters = new ECDomainParameters(localECParameterSpec.getCurve(),
                    localECParameterSpec.getG(), localECParameterSpec.getN());
            localECPublicKeyParameters = new ECPublicKeyParameters(localECPublicKey.getQ(), localECDomainParameters);
        }
        return localECPublicKeyParameters;
    }

    /**
     * 根据privateKey对加密数据encode data，使用SM2解密
     */
    public static byte[] decrypt(byte[] encodeData, PrivateKey privateKey) {
        SM2Engine localSM2Engine = new SM2Engine();
        BCECPrivateKey sm2PriK = (BCECPrivateKey) privateKey;
        ECParameterSpec localECParameterSpec = sm2PriK.getParameters();
        ECDomainParameters localECDomainParameters = new ECDomainParameters(localECParameterSpec.getCurve(),
                localECParameterSpec.getG(), localECParameterSpec.getN());
        ECPrivateKeyParameters localECPrivateKeyParameters = new ECPrivateKeyParameters(sm2PriK.getD(),
                localECDomainParameters);
        localSM2Engine.init(false, localECPrivateKeyParameters);
        try {
            return localSM2Engine.processBlock(encodeData, 0, encodeData.length);
        } catch (InvalidCipherTextException e) {
            log.error("SM2解密失败:{}", e.getMessage(), e);
            return null;
        }
    }

    /**
     * 私钥签名
     */
    public static byte[] signByPrivateKey(byte[] data, PrivateKey privateKey) throws Exception {
        Signature sig = Signature.getInstance(GMObjectIdentifiers.sm2sign_with_sm3.toString(), BouncyCastleProvider.PROVIDER_NAME);
        sig.initSign(privateKey);
        sig.update(data);
        return sig.sign();
    }

    /**
     * 公钥验签
     */
    public static boolean verifyByPublicKey(byte[] data, PublicKey publicKey, byte[] signature) throws Exception {
        Signature sig = Signature.getInstance(GMObjectIdentifiers.sm2sign_with_sm3.toString(), BouncyCastleProvider.PROVIDER_NAME);
        sig.initVerify(publicKey);
        sig.update(data);
        return sig.verify(signature);
    }

}

五、案例测试Junit 

package com.hl.sm2demo;

import com.hl.sm2demo.util.KeyUtils;
import com.hl.sm2demo.util.Sm2Util;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

import java.security.PrivateKey;
import java.security.PublicKey;
import java.util.Base64;
import java.util.Map;

@SpringBootTest
class Sm2DemoApplicationTests {

    PublicKey publicKey = null;
    PrivateKey privateKey = null;


    @Test
    public void test() throws Exception {
        //生成公私钥对
        Map<String,String> keys = KeyUtils.generateSmKey();

        String testStr = "hello JAVA";
        System.out.println("原始字符串：" + testStr);
        System.out.println("公钥：" + keys.get(KeyUtils.PUBLIC_KEY));
        publicKey = KeyUtils.createPublicKey(keys.get(KeyUtils.PUBLIC_KEY));

        System.out.println("私钥：" + keys.get(KeyUtils.PRIVATE_KEY));
        privateKey = KeyUtils.createPrivateKey(keys.get(KeyUtils.PRIVATE_KEY));

        System.out.println();

        //公钥加密
        byte[] encrypt = Sm2Util.encrypt(testStr.getBytes(), publicKey);
        //加密转base64
        String encryptBase64Str = Base64.getEncoder().encodeToString(encrypt);
        System.out.println("加密数据：" + encryptBase64Str);
        //私钥签名,方便对方收到数据后用公钥验签
        byte[] sign = Sm2Util.signByPrivateKey(testStr.getBytes(), privateKey);
        System.out.println("数据签名：" + Base64.getEncoder().encodeToString(sign));

        //公钥验签，验证通过后再进行数据解密
        boolean b = Sm2Util.verifyByPublicKey(testStr.getBytes(), publicKey, sign);
        System.out.println("数据验签：" + b);
        //私钥解密
        byte[] decode = Base64.getDecoder().decode(encryptBase64Str);
        byte[] decrypt = Sm2Util.decrypt(decode, privateKey);
        assert decrypt != null;
        System.out.println("解密数据：" + new String(decrypt));
    }
}

测试代码主要逻辑：

密钥准备：首先生成一个公私钥对字符串，再使用工具分别转换为公私钥的java对象；

加密过程：把数据使用公钥加密，把密文转换成base64编码格式，再用私钥签名；

解密过程：拿到加密数据后用公钥验签，以确保密文数据没有被第三方拦截篡改，验证通过后，base64解码，最后使用私钥进行解密，还原数据

测试结果如下图：

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/1437544.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

黄金交易策略：heiken ashi smoothed与macd快慢指标协同工作

黄金交易策略：heiken ashi smoothed与macd快慢指标协同工作

第2点应该是有很大的优化空间 推荐阅读&#xff1a;Nerve Knife.ex4黄金交易策略_黄金趋势ea-CSDN博客
阅读更多...
【chromium】windows构建base库 3：gn + vs2022 args 设置及debug x86 构建

【chromium】windows构建base库 3：gn + vs2022 args 设置及debug x86 构建

GN 构建配置GN 构建配置 此页面提供了 GN 构建的一些常见构建设置。它假设您已经获得了 Chromium checkout。 也可以看看 从命令行运行“gn help”。 所有 GN 文档 GN 快速入门指南 GN 参考 （一个网页中“gn help”中所有内容的转储）。 了解 GN 构建标志 回想一下，在 GN …
阅读更多...
Redis（02）——事务管理

Redis（02）——事务管理

事务概念 Redis事务的本质是一组命令的集合。事务支持一次执行多个命令&#xff0c;一个事务中所有命令都会被序列化&#xff0c;在事务执行过程中&#xff0c;会按照顺序串行化执行队列中的命令&#xff0c;其他客户端提交的命令请求不会插入到事务执行命令序列中 Redis事务…
阅读更多...
QT设置qss

QT设置qss

Qt设置qss文件&#xff08;设置在qrc中&#xff09; 1、右击项目选择添加新文件 2、在弹出的对话框中选择Qt -> Qt Resource File 3、随便起一个名称 4、在代码路径下新建一个stylesheet.qss文件&#xff0c;随便写入一些样式 5、右击resources.qrc&#xff0c;选择添加…
阅读更多...
go modules使用

go modules使用

创建项目 在使用GoLand创建项目的时候&#xff0c;会自动创建对应的go.mod文件。 创建完后 创建文件 创建一个main.go的文件&#xff0c;里面print一个hello world。 在运行时可以设置是否采取先生成文件再运行。 为空的话则不输出。 下面的Environment为设置运行的环境…
阅读更多...
数据恢复软件应该怎么选?看这篇就够了

数据恢复软件应该怎么选?看这篇就够了

存储数据的选择有很多&#xff0c;例如计算机硬盘、智能手机、平板电脑、闪存驱动器和存储卡。然而&#xff0c;所有这些都可能在某个时刻失败。我们当中谁没有不小心删除过重要的文档或照片&#xff1f; 如果最坏的情况发生&#xff0c;仍然有希望。一种选择是聘请数据恢复服…
阅读更多...
【Linux】线程Pthread的概念 | NPTL线程库函数

【Linux】线程Pthread的概念 | NPTL线程库函数

创作不易&#xff0c;本篇文章如果帮助到了你&#xff0c;还请点赞 关注支持一下♡>&#x16966;<)!! 主页专栏有更多知识&#xff0c;如有疑问欢迎大家指正讨论&#xff0c;共同进步&#xff01; &#x1f525;Linux系列专栏&#xff1a;Linux基础 &#x1f525; 给大家…
阅读更多...
10个优化Instagram SEO的必学策略

10个优化Instagram SEO的必学策略

Instagram SEO 是优化 Instagram 内容以使其在平台搜索结果中被发现的做法。如果你希望你可以更快的让你的Ins获得流量&#xff0c;做好SEO就成功了一半。Instagram 搜索结果包括相关内容、帐户、音频、主题标签和地点&#xff0c;下面为你总结10个策略技巧&#xff01; 一、In…
阅读更多...
矩阵的正定(positive definite)性质的作用

矩阵的正定(positive definite)性质的作用

1. 定义 注意&#xff0c;本文中正定和半正定矩阵不要求是对称或Hermite的。 2. 性质 3. 作用 &#xff08;1&#xff09;Axb直接法求解 cholesky实对称正定矩阵求解复共轭对称正定矩阵求解LDL实对称非正定矩阵求解复共轭对称非正定矩阵求解复对称矩阵求解LU实非对称矩阵求解…
阅读更多...
【新书推荐】6.3 switch语句

【新书推荐】6.3 switch语句

本节必须掌握的知识点&#xff1a; 示例代码二十一 代码分析 汇编解析 6.3.1 示例二十一 ■switch语句形式 switch语句是一种多路判断语句&#xff0c;会根据不同的选项&#xff0c;跳转到不同的分支语句。 switch语句的语法格式&#xff1a; switch(Controlling Expr…
阅读更多...
情报搜集神器：Spiderfoot 保姆级教程

情报搜集神器：Spiderfoot 保姆级教程

一、介绍 SpiderFoot是一款开源的情报搜集和足迹分析工具&#xff0c;用于自动化收集有关目标的信息。它被设计为一种开放式情报&#xff08;OSINT&#xff09;工具&#xff0c;可以帮助安全专业人员、渗透测试人员和研究人员收集、分析和汇总来自互联网的信息。 以下是 Spid…
阅读更多...
java的excel列行合并模版

java的excel列行合并模版

1.效果 2.模版 <tableborder"1"cellpadding"0"cellspacing"0"class"tablebor"id"TABLE"><tr align"center" class"bg217"><td style"background-color: #008000; color: #ffffff;p…
阅读更多...
华为数通方向HCIP-DataCom H12-821题库(单选题：441-460）

华为数通方向HCIP-DataCom H12-821题库(单选题：441-460）

第441题 下面是一台路由输出的信息,关于这段信息描述正确的是 <R1>display bgp peerBGP local router ID : 2.2.2.2Local AS number : 100Total number of peers : 2 Peers in established state : 0Peer V AS MsgRcvd MsgSent OutQ Up/Down …
阅读更多...
fgcvbnm

fgcvbnm

欢迎关注博主 Mindtechnist 或加入【Linux C/C/Python社区】一起探讨和分享Linux C/C/Python/Shell编程、机器人技术、机器学习、机器视觉、嵌入式AI相关领域的知识和技术。 磁盘满的本质分析 专栏&#xff1a;《Linux从小白到大神》 | 系统学习Linux开发、VIM/GCC/GDB/Make工具…
阅读更多...
离谱！英国大学53%本科生用AI写论文！留学生该如何面对AI冲击？

离谱！英国大学53%本科生用AI写论文！留学生该如何面对AI冲击？

随着AI的不断强化和更新换代&#xff0c;越来越多的学生开始使用人工智能辅助写论文&#xff0c;能省去不少信息搜集的时间。 英国大学从最开始的明令禁止&#xff0c;到如今也在逐步接受学生将它用做辅助工具&#xff1a; 然而&#xff0c;AI的使用其实还存在很多问题&#xf…
阅读更多...
蓝桥杯省赛无忧 课件137 第20次学长直播带练配套课件

蓝桥杯省赛无忧 课件137 第20次学长直播带练配套课件

01 树上异或 02 森林的最大美丽值 03 古老文明的数字仪式
阅读更多...
3、生成式 AI 如何帮助您改进数据可视化图表

3、生成式 AI 如何帮助您改进数据可视化图表

生成式 AI 如何帮助您改进数据可视化图表 使用生成式 AI 加速和增强数据可视化。 图像来源：DALLE 3 5 个关键要点： 数据可视化图表的基本结构使用 Python Altair 构建数据可视化图表使用 GitHub Copilot 加快图表生成速度使用 ChatGPT 为您的图表生成相关内容使用 DALL-E 将…
阅读更多...
Token、CAS、JWT和OAuth 2.0认证系统认证中心系统设计对比与实践总结

Token、CAS、JWT和OAuth 2.0认证系统认证中心系统设计对比与实践总结

在现代应用开发中&#xff0c;身份认证是一个关键的问题。为了解决身份认证的需求&#xff0c;开发人员可以选择不同的认证系统&#xff0c;如Token、CAS&#xff08;Central Authentication Service&#xff09;和JWT&#xff08;JSON Web Token&#xff09;OAuth 2.0认证系统…
阅读更多...
“掌握温度，感知湿度，一触即知！”DHT11温湿度传感器，为您的生活增添一份关怀与精准。#非标协议【下】

“掌握温度，感知湿度，一触即知！”DHT11温湿度传感器，为您的生活增添一份关怀与精准。#非标协议【下】

“掌握温度&#xff0c;感知湿度&#xff0c;一触即知&#xff01;”DHT11温湿度传感器&#xff0c;为您的生活增添一份关怀与精准。#非标协议【下】 前言预备知识1.DHT11温湿度传感器初识1.1产品概述1.2与51单片机接线1.3数据传送逻辑和数据格式 2.发送时序检测DHT11温湿度传感…
阅读更多...
无心剑小诗《醉爱平凡人生》

无心剑小诗《醉爱平凡人生》

醉爱平凡人生 平凡人生&#xff0c;别样卓越 做调色板上最亮的颜料 没有豪华光环与繁杂束缚 只有一份简单的快乐 不追求虚名&#xff0c;不被物欲左右 安静地享受生活&#xff0c;品味每滴雨露 平凡人生&#xff0c;宛如流淌的小溪 没有壮烈激流&#xff0c;却有恒久细流 不…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023