SM2 （国密算法）实例

SM2算法和RSA算法都是公钥密码算法，SM2算法是一种更先进安全的算法，在我们国家商用密码体系中被用来替换RSA算法。

随着密码技术和计算机技术的发展，目前常用的1024位RSA算法面临严重的安全威胁，我们国家密码管理部门经过研究，决定采用SM2椭圆曲线算法替换RSA算法。

依赖

<dependency><groupId>org.bouncycastle</groupId><artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId><version>1.60</version>
</dependency>

import org.apache.commons.codec.binary.Base64;
import org.bouncycastle.asn1.gm.GMNamedCurves;
import org.bouncycastle.asn1.gm.GMObjectIdentifiers;
import org.bouncycastle.asn1.x9.X9ECParameters;
import org.bouncycastle.crypto.params.ECDomainParameters;
import org.bouncycastle.jcajce.provider.asymmetric.ec.BCECPrivateKey;
import org.bouncycastle.jcajce.provider.asymmetric.ec.BCECPublicKey;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import org.bouncycastle.jce.spec.ECNamedCurveParameterSpec;
import org.bouncycastle.jce.spec.ECParameterSpec;
import org.bouncycastle.jce.spec.ECPrivateKeySpec;
import org.bouncycastle.jce.spec.ECPublicKeySpec;
import org.bouncycastle.math.ec.ECCurve;
import org.bouncycastle.math.ec.ECPoint;import java.math.BigInteger;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.*;public class SM2Utils {private static X9ECParameters x9ECParameters = GMNamedCurves.getByName("sm2p256v1");private static ECDomainParameters ecDomainParameters = new ECDomainParameters(x9ECParameters.getCurve(), x9ECParameters.getG(), x9ECParameters.getN());private static ECParameterSpec ecParameterSpec = new ECParameterSpec(x9ECParameters.getCurve(), x9ECParameters.getG(), x9ECParameters.getN());protected static BigInteger n = new BigInteger("FFFFFFFE" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF" + "7203DF6B" + "21C6052B" + "53BBF409" + "39D54123", 16);protected static BigInteger p = new BigInteger("FFFFFFFE" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF" + "00000000" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF", 16);protected static BigInteger a = new BigInteger("FFFFFFFE" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFF" + "00000000" + "FFFFFFFF" + "FFFFFFFC", 16);protected static BigInteger b = new BigInteger("28E9FA9E" + "9D9F5E34" + "4D5A9E4B" + "CF6509A7" + "F39789F5" + "15AB8F92" + "DDBCBD41" + "4D940E93", 16);protected static BigInteger gx = new BigInteger("32C4AE2C" + "1F198119" + "5F990446" + "6A39C994" + "8FE30BBF" + "F2660BE1" + "715A4589" + "334C74C7", 16);protected static BigInteger gy = new BigInteger("BC3736A2" + "F4F6779C" + "59BDCEE3" + "6B692153" + "D0A9877C" + "C62A4740" + "02DF32E5" + "2139F0A0", 16);protected static ECDomainParameters ecc_bc_spec;protected static int w = (int) Math.ceil(n.bitLength() * 1.0 / 2) - 1;protected static BigInteger _2w = new BigInteger("2").pow(w);protected static final int DIGEST_LENGTH = 32;private static SecureRandom random = new SecureRandom();protected static ECCurve.Fp curve;protected static ECPoint G;protected static boolean debug = false;static  {curve = new ECCurve.Fp(p, // qa, // ab); // bG = curve.createPoint(gx, gy);ecc_bc_spec = new ECDomainParameters(curve, G, n);}/*** 生成公私钥对* @param compressedPubKey  是否压缩公钥* @return*/public static String[] genKeyPair(boolean compressedPubKey) throws NoSuchAlgorithmException,InvalidAlgorithmParameterException{// 获取SM2 椭圆曲线推荐参数X9ECParameters ecParameters = GMNamedCurves.getByName("sm2p256v1");// 构造EC 算法参数ECNamedCurveParameterSpec sm2Spec = new ECNamedCurveParameterSpec(// 设置SM2 算法的 OIDGMObjectIdentifiers.sm2p256v1.toString()// 设置曲线方程, ecParameters.getCurve()// 椭圆曲线G点, ecParameters.getG()// 大整数N, ecParameters.getN());// 创建 密钥对生成器KeyPairGenerator gen = KeyPairGenerator.getInstance("EC", new BouncyCastleProvider());// 使用SM2的算法区域初始化密钥生成器gen.initialize(sm2Spec, new SecureRandom());// 获取密钥对KeyPair keyPair = gen.generateKeyPair();byte buffer[] = ((BCECPublicKey)keyPair.getPublic()).getQ().getEncoded(false);String publicKeyStr = Base64.encodeBase64String(buffer);String privateKeyStr = ((BCECPrivateKey)keyPair.getPrivate()).getD().toString(16);return new String[]{publicKeyStr, privateKeyStr};}/*** 私钥签名* @param privateKeyStr    私钥* @param plainText       待签名内容* @return*/public static String sign(String privateKeyStr, String plainText) throws SignatureException,NoSuchAlgorithmException,InvalidKeyException{// 生成SM2sign with sm3 签名验签算法实例Signature signature = Signature.getInstance(GMObjectIdentifiers.sm2sign_with_sm3.toString(), new BouncyCastleProvider());BCECPrivateKey privateKey = getPrivatekeyFromD(new BigInteger(privateKeyStr,16));// 签名需要使用私钥，使用私钥 初始化签名实例signature.initSign(privateKey);// 签名原文// 写入签名原文到算法中signature.update(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));// 计算签名值byte[] signatureValue = signature.sign();return Base64.encodeBase64String(signatureValue);}/*** 验证签名* @param publicKeyStr     公钥* @param plainText       待签名内容* @param sign          签名值* @return*/public static boolean verify(String publicKeyStr, String plainText, String sign) throws SignatureException, NoSuchAlgorithmException,InvalidKeyException{Signature signature = Signature.getInstance(GMObjectIdentifiers.sm2sign_with_sm3.toString(), new BouncyCastleProvider());// 签名需要使用公钥，使用公钥 初始化签名实例byte buffer[] = Base64.decodeBase64(publicKeyStr);ECPoint ecPoint = curve.decodePoint(buffer);signature.initVerify(getPublickeyFromXY(ecPoint.getXCoord().toBigInteger(), ecPoint.getYCoord().toBigInteger()));// 写入待验签的签名原文到算法中signature.update(plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));// 验签return signature.verify(Base64.decodeBase64(sign));}public static BCECPrivateKey getPrivatekeyFromD(BigInteger d){ECPrivateKeySpec ecPrivateKeySpec = new ECPrivateKeySpec(d, ecParameterSpec);return new BCECPrivateKey("EC", ecPrivateKeySpec, BouncyCastleProvider.CONFIGURATION);}public static BCECPublicKey getPublickeyFromXY(BigInteger x, BigInteger y){ECPublicKeySpec ecPublicKeySpec = new ECPublicKeySpec(x9ECParameters.getCurve().createPoint(x, y), ecParameterSpec);return new BCECPublicKey("EC", ecPublicKeySpec, BouncyCastleProvider.CONFIGURATION);}public static void main(String[] args) throws Exception{String[] keyPairArray = genKeyPair(true);String publicKeyStr = keyPairArray[0];String privateKeyStr = keyPairArray[1];String plainText = "HelloWorld";String signStr = sign(privateKeyStr, plainText);boolean verify = verify(publicKeyStr, plainText, signStr);System.out.println(verify);}

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