java集成国密SM4

在中国，国家密码算法（国密）是为了提升信息安全而制定的一系列密码标准。其中，SM4算法是一种对称加密算法，适用于大数据量的加密场景。SM4算法的设计注重效率与安全性，适合在嵌入式系统和移动设备中使用。本文将介绍如何在Java中集成和使用SM4算法。

一、SM4算法简介

SM4算法是国密中规定的一种Block Cipher（分组密码），分组长度为128位，密钥长度为128位，采用的是分组加密模式，它支持多种加密工作模式，包括ECB（电子密码本模式）和CBC（密码分组链接模式）。SM4的设计安全性较高，适合数据加密和信息保护。

二、Java集成国密SM4

在Java中实现SM4算法可以使用一些第三方库，如Bouncy Castle，或者直接使用国密提供的标准实现。我们以下面这个方式为例，使用Bouncy Castle库来进行SM4的加密和解密操作。

1. 添加Bouncy Castle依赖

如果你使用Maven构建项目，可以在pom.xml中添加Bouncy Castle的依赖：

<dependency>
    <groupId>org.bouncycastle</groupId>
    <artifactId>bcpkix-jdk15on</artifactId>
    <version>1.68</version> <!-- 使用最新的版本 -->
</dependency>

2. 编写SM4加密和解密代码

import org.bouncycastle.crypto.CryptoException;
import org.bouncycastle.crypto.digests.SM3Digest;
import org.bouncycastle.crypto.macs.SM3Mac;
import org.bouncycastle.crypto.paddings.PaddedBufferedBlockCipher;
import org.bouncycastle.crypto.params.KeyParameter;
import org.bouncycastle.crypto.params.ParametersWithIV;
import org.bouncycastle.crypto.engines.SM4Engine;
import org.bouncycastle.crypto.CipherParameters;

import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.util.Arrays;

public class SM4Example {

    // SM4加密
    public static byte[] sm4Encrypt(byte[] key, byte[] iv, byte[] data) throws CryptoException {
        PaddedBufferedBlockCipher cipher = new PaddedBufferedBlockCipher(new SM4Engine());
        CipherParameters params = new ParametersWithIV(new KeyParameter(key), iv);
        cipher.init(true, params);

        byte[] output = new byte[cipher.getOutputSize(data.length)];
        int outputLen = cipher.processBytes(data, 0, data.length, output, 0);
        cipher.doFinal(output, outputLen);

        return Arrays.copyOf(output, outputLen + cipher.getOutputSize(0));
    }

    // SM4解密
    public static byte[] sm4Decrypt(byte[] key, byte[] iv, byte[] encryptedData) throws CryptoException {
        PaddedBufferedBlockCipher cipher = new PaddedBufferedBlockCipher(new SM4Engine());
        CipherParameters params = new ParametersWithIV(new KeyParameter(key), iv);
        cipher.init(false, params);

        byte[] output = new byte[cipher.getOutputSize(encryptedData.length)];
        int outputLen = cipher.processBytes(encryptedData, 0, encryptedData.length, output, 0);
        cipher.doFinal(output, outputLen);

        return Arrays.copyOf(output, outputLen + cipher.getOutputSize(0));
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            byte[] key = new byte[16]; // 128位密钥
            byte[] iv = new byte[16];  // 128位IV
            // 填充密钥和IV（应该使用安全生成的随机数进行填充）
            Arrays.fill(key, (byte) 1);
            Arrays.fill(iv, (byte) 1);

            String originalText = "Hello, SM4!";
            byte[] data = originalText.getBytes();

            // 加密
            byte[] encryptedData = sm4Encrypt(key, iv, data);
            System.out.println("加密后的数据: " + Arrays.toString(encryptedData));

            // 解密
            byte[] decryptedData = sm4Decrypt(key, iv, encryptedData);
            System.out.println("解密后的数据: " + new String(decryptedData));
        } catch (CryptoException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

三、总结

通过以上示例代码，我们实现了SM4的加密和解密功能。需要注意的是，密钥和IV的生成应使用安全的随机数生成方式。这种实现方式简单易懂，适用于大多数希望在Java环境中集成国密的项目。对于生产环境，建议使用更为完善的安全框架，以确保数据的安全性。