国密SM系列算法

介绍

国密（GM）是中国密码学领域的一套密码算法标准，由国家密码管理局（现国家密码管理局）制定和发布。国密算法旨在提供高效、安全、自主可控的密码算法标准，广泛应用于政府、金融、电信等领域。

国密算法包括了对称密码算法、非对称密码算法以及杂凑算法等。其中，国密SM系列算法是指国密对称密码算法，包括了SM1、SM2、SM3和SM4。

SM1：SM1是一种对称密码算法，用于数据的加密和解密。它是基于分组密码结构的算法，采用了分组长度为128位、密钥长度为128位的设计。SM1算法主要用于替代DES算法，提供更高的安全性和性能。
SM2：SM2是一种非对称密码算法，用于数字签名、密钥交换和公钥加密等操作。它基于椭圆曲线密码体制，提供了与RSA和DSA相当的安全性，但具有更高的性能和更小的密钥长度。SM2算法在国密标准中被广泛应用于数字证书、电子签名等领域。
SM3：SM3是一种杂凑算法，用于数据的摘要计算。它采用了Merkle-Damgård结构，具有256位的输出长度。SM3算法在国密标准中被用作消息认证码、数字签名等应用中的杂凑算法。
SM4：SM4是一种对称密码算法，用于数据的加密和解密。它是基于分组密码结构的算法，采用了分组长度为128位、密钥长度为128位的设计。SM4算法在国密标准中被用作数据加密和保护的主要算法，广泛应用于各个领域。

以上就是国密SM系列算法的简要介绍。这些算法在中国国内得到了广泛的应用和推广，并且逐渐在国际上引起了关注和认可。

java 实现

Java 国密 SM 系列算法是指一组用于密码学和信息安全的算法，这些算法是由中国国家密码管理局（CMAC）制定的，并被广泛应用于中国政府、金融、通信等领域。

Java 国密 SM 系列算法包括：

SM1：一种对称密钥分组密码算法，密钥长度为 64 位，分组长度为 64 位。
SM2：一种椭圆曲线公钥密码算法，密钥长度为 256 位，曲线方程为 y^2 = x^3 + ax + b。
SM3：一种杂凑函数，输出长度为 256 位。
SM4：一种对称密钥分组密码算法，密钥长度为 128 位，分组长度为 128 位。
SM9：一种椭圆曲线公钥密码算法，密钥长度为 256 位，曲线方程为 y^2 = x^3 + ax^2 + b。

Java 国密 SM 系列算法可以在多种 Java 库中找到，例如：

Bouncy Castle：一个广泛使用的密码学库，提供了对 SM1、SM2、SM3、SM4 和 SM9 算法的支持。
SunJCE：Java 标准库的一部分，提供了对 SM4 算法的支持。
OpenJDK：Java 的开源实现，提供了对 SM4 算法的支持。

要使用 Java 国密 SM 系列算法，您需要在您的 Java 程序中导入相应的库，并使用库中提供的 API 来使用这些算法。

以下是一些使用 Java 国密 SM 系列算法的示例代码：

// 使用 Bouncy Castle 库来使用 SM2 算法

import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import org.bouncycastle.math.ec.ECPoint;

public class SM2Example {

    public static void main(String[] args) {
        // 添加 Bouncy Castle 库到 Java 安全提供程序
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());

        // 生成 SM2 密钥对
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("SM2", "BC");
        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();

        // 获取公钥和私钥
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();

        // 使用公钥加密数据
        byte[] plaintext = "Hello, world!".getBytes();
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("SM2", "BC");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, publicKey);
        byte[] ciphertext = cipher.doFinal(plaintext);

        // 使用私钥解密数据
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, privateKey);
        byte[] decryptedtext = cipher.doFinal(ciphertext);

        // 打印解密后的数据
        System.out.println(new String(decryptedtext));
    }
}

// 使用 SunJCE 库来使用 SM4 算法

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;

public class SM4Example {

    public static void main(String[] args) {
        // 生成 SM4 密钥
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("SM4");
        SecretKey key = keyGenerator.generateKey();

        // 使用 SM4 加密数据
        byte[] plaintext = "Hello, world!".getBytes();
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("SM4");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
        byte[] ciphertext = cipher.doFinal(plaintext);

        // 使用 SM4 解密数据
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
        byte[] decryptedtext = cipher.doFinal(ciphertext);

        // 打印解密后的数据
        System.out.println(new String(decryptedtext));
    }
}

OpenJDK 是 Java 的开源实现，由 Oracle 公司领导的 OpenJDK 社区开发。OpenJDK 实现包含了对 Java 国密 SM 系列算法的支持，包括 SM1、SM2、SM3、SM4 和 SM9 算法。

要使用 OpenJDK 实现来使用 Java 国密 SM 系列算法，您需要在您的 Java 程序中使用以下包：

java.security.spec.ECParameterSpec
java.security.spec.ECPoint
java.security.spec.EllipticCurve
java.security.spec.NamedParameterSpec
java.security.spec.X509EncodedKeySpec
java.security.interfaces.ECKey
java.security.interfaces.ECPrivateKey
java.security.interfaces.ECPublicKey
java.security.KeyFactory
java.security.KeyPairGenerator
java.security.MessageDigest
java.security.SecureRandom
java.security.Signature

您还可以使用以下类来使用 Java 国密 SM 系列算法：

com.sun.crypto.provider.SunJCE
com.sun.crypto.provider.SM2ParameterSpec
com.sun.crypto.provider.SM2PrivateKey
com.sun.crypto.provider.SM2PublicKey
com.sun.crypto.provider.SM3MessageDigest
com.sun.crypto.provider.SM4Cipher

以下是一些使用 OpenJDK 实现来使用 Java 国密 SM 系列算法的示例代码：

// 使用 OpenJDK 实现来使用 SM2 算法

import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.KeyPair;
import java.security.spec.ECGenParameterSpec;
import java.security.spec.X509EncodedKeySpec;
import java.security.KeyFactory;
import java.security.Signature;

public class SM2Example {

    public static void main(String[] args) {
        // 生成 SM2 密钥对
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("SM2");
        keyPairGenerator.initialize(new ECGenParameterSpec("sm2p256v1"));
        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();

        // 获取公钥和私钥
        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();
        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();

        // 使用公钥加密数据
        byte[] plaintext = "Hello, world!".getBytes();
        Signature signature = Signature.getInstance("SM3withSM2");
        signature.initSign(privateKey);
        signature.update(plaintext);
        byte[] signatureBytes = signature.sign();

        // 使用私钥解密数据
        signature.initVerify(publicKey);
        signature.update(plaintext);
        boolean verified = signature.verify(signatureBytes);

        // 打印验证结果
        System.out.println(verified);
    }
}

// 使用 OpenJDK 实现来使用 SM4 算法

import java.security.KeyGenerator;
import java.security.SecretKey;
import java.security.Cipher;

public class SM4Example {

    public static void main(String[] args) {
        // 生成 SM4 密钥
        KeyGenerator keyGenerator = KeyGenerator.getInstance("SM4");
        SecretKey key = keyGenerator.generateKey();

        // 使用 SM4 加密数据
        byte[] plaintext = "Hello, world!".getBytes();
        Cipher cipher = Cipher.getInstance("SM4");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
        byte[] ciphertext = cipher.doFinal(plaintext);

        // 使用 SM4 解密数据
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
        byte[] decryptedtext = cipher.doFinal(ciphertext);

        // 打印解密后的数据
        System.out.println(new String(decryptedtext));
    }
}