国产SM4数据加密和解密

最新推荐文章于 2025-10-15 14:44:04 发布

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#算法 #数据结构 #java #java-ee #log4j

1、算法定义：SM4算法是一种分组密码算法。其分组长度为128bit，密钥长度也为128bit。加密算法与密钥扩展算法均采用32轮非线性迭代结构，以字（32位）为单位进行加密运算，每一次迭代运算均为一轮变换函数F。SM4算法加/解密算法的结构相同，只是使用轮密钥相反，其中解密轮密钥是加密轮密钥的逆序。
2、
基本运算
⊕ 异或

＜＜＜i 循环左移i位

3.算法实现

即首先执行32次轮函数迭代运算，然后在对最后一轮数据反序变换并得到密文输出

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.security.*;
import java.util.Arrays;

/**
 * packageName com.utils
 *
 * @author 
 * @version JDK 8
 * @className Sm4Util
 * @date 2024/5/8 0008
 * @description 国产SM4数据加密和解密
 */
@Slf4j
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_PADDING5 = "SM4/ECB/PKCS5Padding";
    public static final String ALGORITHM_NAME_ECB_PADDING7 = "SM4/ECB/PKCS7Padding";
    // 64-16位16进制；128-32位16进制；256-64位16进制
    public static final int DEFAULT_KEY_SIZE = 128;
    //16进制密钥（忽略大小写）
    private static String hexKey = "86C63180C2806ED1";

    /**
     * 生成ECB暗号
     *
     * @param algorithmName 算法名称
     * @param mode          模式
     * @param key
     * @return
     * @throws Exception
     * @explain ECB模式（电子密码本模式：Electronic codebook）
     */
    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;
    }

    // 产生密钥

    /**
     * 自