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最近工作需要用到SM4加密解密算法，所以研究了一下。
内容主要参考自：https://blog.csdn.net/weixin_34411563/article/details/86000381
首先介绍一下SM4加密算法
SM4是我们自己国家的一个分组密码算法，是国家密码管理局于2012年发布的。http://www.cnnic.net.cn/jscx/mixbz/sm4/，具体的加密很麻烦，我也只看了下简单介绍。
SMS4算法是在国内广泛使用的WAPI无线网络标准中使用的加密算法，是一种32轮的迭代非平衡Feistel结构的分组加密算法，其密钥长度和分组长度均为128。SMS4算法的加解密过程中使用的算法是完全相同的，唯一不同点在于该算法的解密密钥是由它的加密密钥进行逆序变换后得到的。
工具类如下：
其中bcprov需要引入maven依赖
<dependency>
<groupId>org.bouncycastle</groupId>
<artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId>
<version>1.59</version>
</dependency>工具类Sm4Util
import java.security.Key;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.security.NoSuchProviderException;
import java.security.SecureRandom;
import java.security.Security;
import java.util.Arrays;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import org.bouncycastle.pqc.math.linearalgebra.ByteUtils;
/**
* sm4加密算法工具类
* @explain sm4加密、解密与加密结果验证 可逆算法
*/
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
* @explain ECB模式（电子密码本模式：Electronic codebook）
* @param algorithmName 算法名称
* @param mode 模式
* @param key
* @return
* @throws Exception
*/
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
* @explain
* @return
* @throws NoSuchAlgorithmException
* @throws NoSuchProviderException
*/
public static byte[] generateKey() throws Exception {
return generateKey(DEFAULT_KEY_SIZE);
}
//加密******************************************
/**
* @explain 系统产生秘钥
* @param keySize
* @return
* @throws Exception
*/
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
* @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
* @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
*/
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
*/
public static byte[] encrypt_Ecb_Padding(byte[] key, byte[] data) throws Exception {
Cipher cipher = generateEcbCipher(ALGORITHM_NAME_ECB_PADDING, Cipher.ENCRYPT_MODE, key);//声称Ecb暗号,通过第二个参数判断加密还是解密
return cipher.doFinal(data);
}
//解密****************************************
/**
* sm4解密
* @explain 解密模式：采用ECB
* @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
*/
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
* @explain
* @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);//生成Ecb暗号,通过第二个参数判断加密还是解密
return cipher.doFinal(cipherText);
}
/**
* 校验加密前后的字符串是否为同一数据
* @explain
* @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;
}
}测试结果
public class TestSm4 {
public static void main(String[] args) {
try {
System.out.println("开始****************************");
String json = "{\"name\":\"测试SM4加密解密\",\"描述\":\"CSDN哈哈哈\"}";
System.out.println("加密前："+json);
//自定义的32位16进制秘钥
String key = "86C63180C2806ED1F47B859DE501215B";
String cipher = Sm4Util.encryptEcb(key,json);//sm4加密
System.out.println("加密后："+cipher);
System.out.println("校验："+Sm4Util.verifyEcb(key,cipher,json));//校验加密前后是否为同一数据
json = Sm4Util.decryptEcb(key,cipher);//解密
System.out.println("解密后："+json);
System.out.println("结束****************************");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
} 
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