SM2加密

所需要的jar包：百度网盘提取连接点我

提取码：k208

1：SM2KeyPair.java

package utils;

import java.math.BigInteger;
import org.bouncycastle.math.ec.ECPoint;

public class SM2KeyPair {
    /** 公钥 */
    private ECPoint publicKey;
    /** 私钥 */
    private BigInteger privateKey;

    SM2KeyPair(ECPoint publicKey, BigInteger privateKey) {
        this.publicKey = publicKey;
        this.privateKey = privateKey;
    }

    public ECPoint getPublicKey() {
        return publicKey;
    }

    public BigInteger getPrivateKey() {
        return privateKey;
    }
}
 

2:SM2Util.java

package utils;

import java.math.BigInteger;
import java.security.SecureRandom;
import java.util.Arrays;
import org.bouncycastle.crypto.DerivationFunction;
import org.bouncycastle.crypto.digests.SHA256Digest;
import org.bouncycastle.crypto.digests.ShortenedDigest;
import org.bouncycastle.crypto.generators.KDF1BytesGenerator;
import org.bouncycastle.crypto.params.ISO18033KDFParameters;
import org.bouncycastle.math.ec.ECCurve;
import org.bouncycastle.math.ec.ECPoint;

public class SM2Util {
    /** 素数p */
    private static final BigInteger p = new BigInteger(
            "FFFFFFFE" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF" + "00000000" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF", 16);
    /** 系数a */
    private static final BigInteger a = new BigInteger(
            "FFFFFFFE" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF" + "00000000" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFC", 16);
    /** 系数b */
    private static final BigInteger b = new BigInteger(
            "28E9FA9E" + "9D9F5E34" + "4D5A9E4B" + "CF6509A7" + "F39789F5" + "15AB8F92" + "DDBCBD41" + "4D940E93", 16);
    /** 坐标x */
    private static final BigInteger xg = new BigInteger(
            "32C4AE2C" + "1F198119" + "5F990446" + "6A39C994" + "8FE30BBF" + "F2660BE1" + "715A4589" + "334C74C7", 16);
    /** 坐标y */
    private static final BigInteger yg = new BigInteger(
            "BC3736A2" + "F4F6779C" + "59BDCEE3" + "6B692153" + "D0A9877C" + "C62A4740" + "02DF32E5" + "2139F0A0", 16);
    /** 基点G, G=(xg,yg),其介记为n */
    private static final BigInteger n = new BigInteger(
            "FFFFFFFE" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF" + "7203DF6B" + "21C6052B" + "53BBF409" + "39D54123", 16);
    private static SecureRandom random = new SecureRandom();
    private ECCurve.Fp curve;
    private ECPoint G;

    public static String printHexString(byte[] b) {
        StringBuilder builder = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < b.length; i++) {
            String hex = Integer.toHexString(b[i] & 0xFF);
            if (hex.length() == 1) {
                builder.append('0' + hex);
                hex = '0' + hex;
            }
            System.out.print(hex.toUpperCase());
            builder.append(hex);
        }
        System.out.println();
        return builder.toString();
    }

    public BigInteger random(BigInteger max) {
        BigInteger r = new BigInteger(256, random); // int count = 1;
        while (r.compareTo(max) >= 0) {
            r = new BigInteger(128, random);
        }
        return r;
    }

    private boolean allZero(byte[] buffer) {
        for (int i = 0; i < buffer.length; i++) {
            if (buffer[i] != 0)
                return false;
        }
        return true;
    }

    /**
     * * 加密 * @param input 待加密消息M * @param publicKey 公钥 * @return byte[] 加密后的字节数组
     */
    public byte[] encrypt(String input, ECPoint publicKey) {
        System.out.println("publicKey is: " + publicKey);
        byte[] inputBuffer = input.getBytes();
        printHexString(inputBuffer);
        /* 1 产生随机数k，k属于[1, n-1] */
        BigInteger k = random(n);
        System.out.print("k: ");
        printHexString(k.toByteArray());
        /* 2 计算椭圆曲线点C1 = [k]G = (x1, y1) */
        ECPoint C1 = G.multiply(k);
        byte[] C1Buffer = C1.getEncoded(false);
        System.out.print("C1: ");
        printHexString(C1Buffer);
        // 3 计算椭圆曲线点 S = [h]Pb * curve没有指定余因子，h为空
        // BigInteger h = curve.getCofactor(); System.out.print("h: ");
        // printHexString(h.toByteArray()); if (publicKey != null) { ECPoint
        // result = publicKey.multiply(h); if (!result.isInfinity()) {
        // System.out.println("pass"); } else {
        // System.err.println("计算椭圆曲线点 S = [h]Pb失败"); return null; } }
        /* 4 计算 [k]PB = (x2, y2) */
        ECPoint kpb = publicKey.multiply(k).normalize();
        /* 5 计算 t = KDF(x2||y2, klen) */
        byte[] kpbBytes = kpb.getEncoded(false);
        DerivationFunction kdf = new KDF1BytesGenerator(new ShortenedDigest(new SHA256Digest(), 20));
        byte[] t = new byte[inputBuffer.length];
        kdf.init(new ISO18033KDFParameters(kpbBytes));
        kdf.generateBytes(t, 0, t.length);
        if (allZero(t)) {
            System.err.println("all zero");
        }
        /* 6 计算C2=M^t */

        byte[] C2 = new byte[inputBuffer.length];
        for (int i = 0; i < inputBuffer.length; i++) {
            C2[i] = (byte) (inputBuffer[i] ^ t[i]);
        }
        /* 7 计算C3 = Hash(x2 || M || y2) */
        byte[] C3 = calculateHash(kpb.getXCoord().toBigInteger(), inputBuffer, kpb.getYCoord().toBigInteger());

        /* 8 输出密文 C=C1 || C2 || C3 */
        byte[] encryptResult = new byte[C1Buffer.length + C2.length + C3.length];
        System.arraycopy(C1Buffer, 0, encryptResult, 0, C1Buffer.length);
        System.arraycopy(C2, 0, encryptResult, C1Buffer.length, C2.length);
        System.arraycopy(C3, 0, encryptResult, C1Buffer.length + C2.length, C3.length);
        System.out.print("密文: ");
        printHexString(encryptResult);
        return encryptResult;
    }

    public void decrypt(byte[] encryptData, BigInteger privateKey) {
        System.out.println("privateKey is: " + privateKey);
        System.out.println("encryptData length: " + encryptData.length);
        byte[] C1Byte = new byte[65];
        System.arraycopy(encryptData, 0, C1Byte, 0, C1Byte.length);
        ECPoint C1 = curve.decodePoint(C1Byte).normalize();
        /* 计算[dB]C1 = (x2, y2) */
        ECPoint dBC1 = C1.multiply(privateKey).normalize();
        /* 计算t = KDF(x2 || y2, klen) */
        byte[] dBC1Bytes = dBC1.getEncoded(false);
        DerivationFunction kdf = new KDF1BytesGenerator(new ShortenedDigest(new SHA256Digest(), 20));
        int klen = encryptData.length - 65 - 20;
        System.out.println("klen = " + klen);
        byte[] t = new byte[klen];
        kdf.init(new ISO18033KDFParameters(dBC1Bytes));
        kdf.generateBytes(t, 0, t.length);
        if (allZero(t)) {
            System.err.println("all zero");
        }
        /* 5 计算M'=C2^t */
        byte[] M = new byte[klen];
        for (int i = 0; i < M.length; i++) {
            M[i] = (byte) (encryptData[C1Byte.length + i] ^ t[i]);
        }
        /* 6 计算 u = Hash(x2 || M' || y2) 判断 u == C3是否成立 */
        byte[] C3 = new byte[20];
        System.arraycopy(encryptData, encryptData.length - 20, C3, 0, 20);
        byte[] u = calculateHash(dBC1.getXCoord().toBigInteger(), M, dBC1.getYCoord().toBigInteger());
        if (Arrays.equals(u, C3)) {
            System.out.println("解密成功");
            System.out.println("M' = " + new String(M));
        } else {
            System.out.print("u = ");
            printHexString(u);
            System.out.print("C3 = ");
            printHexString(C3);
            System.err.println("解密验证失败");
        }
    }

    private byte[] calculateHash(BigInteger x2, byte[] M, BigInteger y2) {
        ShortenedDigest digest = new ShortenedDigest(new SHA256Digest(), 20);
        byte[] buf = x2.toByteArray();
        digest.update(buf, 0, buf.length);
        digest.update(M, 0, M.length);
        buf = y2.toByteArray();
        digest.update(buf, 0, buf.length);
        buf = new byte[20];
        digest.doFinal(buf, 0);
        return buf;
    }

    private boolean between(BigInteger param, BigInteger min, BigInteger max) {
        if (param.compareTo(min) >= 0 && param.compareTo(max) < 0) {
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    /** * 公钥校验 * @param publicKey 公钥 * @return boolean true或false */
    private boolean checkPublicKey(ECPoint publicKey) {
        if (!publicKey.isInfinity()) {
            BigInteger x = publicKey.getXCoord().toBigInteger();
            BigInteger y = publicKey.getYCoord().toBigInteger();
            if (between(x, new BigInteger("0"), p) && between(y, new BigInteger("0"), p)) {
                BigInteger xResult = x.pow(3).add(a.multiply(x)).add(b).mod(p);
                System.out.println("xResult: " + xResult.toString());
                BigInteger yResult = y.pow(2).mod(p);
                System.out.println("yResult: " + yResult.toString());
                if (yResult.equals(xResult) && publicKey.multiply(n).isInfinity()) {
                    return true;
                }
            }
            return false;
        } else {
            return false;
        }
    }

    /** * 获得公私钥对 * @return */
    public SM2KeyPair generateKeyPair() {
        BigInteger d = random(n.subtract(new BigInteger("1")));
        SM2KeyPair keyPair = new SM2KeyPair(G.multiply(d).normalize(), d);
        if (checkPublicKey(keyPair.getPublicKey())) {
            System.out.println("generate key successfully");
            return keyPair;
        } else {
            System.err.println("generate key failed");
            return null;
        }
    }

    public SM2Util() 
    {        curve = new ECCurve.Fp(p, // q    
            a, // a
            b); // b        
    G = curve.createPoint(xg, yg);    
    }    }

3:SM2UtilTest.java

package utils;

import java.util.Arrays;

public class SM2UtilTest {
    /** 元消息串 */
    
    private static String M="a=1|b=33|c=韩";
    public static void main(String[] args) {
        SM2Util sm2 = new SM2Util();
        SM2KeyPair keyPair = sm2.generateKeyPair();
        byte[] data = sm2.encrypt(M,keyPair.getPublicKey());
        System.out.println("data is:"+Arrays.toString(data));
        
        System.out.println("keyPair.getPublicKey() is:"+keyPair.getPublicKey());
        System.out.println("keyPair.getPrivateKey() is:"+keyPair.getPrivateKey());
        
        sm2.decrypt(data, keyPair.getPrivateKey());
        }
    
    }