当我们开发金融、国企、政府信息系统时，不仅要符合网络安全的等保二级、等保三级，还要求符合国密的安全要求，等保测评已经实行很久了，而国密测评近两年才刚开始。那什么是密码/国密？什么是密评？本文就关于密码/国密及应用进行基础的知识梳理、记录。
01、密码（国密）算法有哪些？
国产化替代大家应该都熟悉了，为了应对日益复杂多变的国际形势（丑国），保障我们的IT技术自助可控，从硬件到软件，都在进行着国产化替代。密码领域也不例外，国密就是用来代替国际密码的。先来了解下密码的分类，及对应的国密算法。
我国国家密码管理局在2012年公布了无线局域网产品使用的SM4密码算法——商用密码算法。
它是分组算法当中的一种，算法特点是设计简沽，结构有特点，安全高效。
数据分组长度为128比特，密钥长度为128 比特。加密算法与密钥扩展算法都采用32轮迭代结构。
SM4密码算法以字节(8位)和字(32位)作为单位进行数据处理。SM4密码算法是对合运算，因此解密算法与加密算法的结构相同，只是轮密钥的使用顺序相反，解密轮密钥是加密轮密钥的逆序。
02、SM4基本算法
SM4密码算法使用的基本运算为异或和循环移位。
异或：⊕，32位异或运算
循环移位：<<<i，把32位字循环左移i位
字：(32位)
03、依赖
<!--sm4加密算法依赖-->
<dependency>
<groupId>org.bouncycastle</groupId>
<artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId>
<version>1.59</version>
</dependency>
04、工具类
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
* @Autor：jingyao
*/
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;
}
}
05、测试Demo
import com.example.mybatiseplusdemo.util.Sm4Util;
public class Sm4Test {
public static void main(String[] args) {
try {
System.out.println("开始测试SM4加密解密====================");
String json = "{\"name\":\"大司命\",\"描述\":\"测试SM4加密解密\"}";
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();
}
}
}
![无线网络与物联网技术[1]之近距离无线通信技术](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/48282e33332942d09ab93abde970e1a9.png)
