.netcore SM2加密

SM2加密算法在.NET Core中的实现

简介

SM2是中国密码学家设计的一种非对称加密算法，是国家商用密码算法。在.NET Core中，我们可以使用BouncyCastle等第三方库来实现SM2加密算法。本文将介绍如何在.NET Core中使用BouncyCastle库实现SM2加密算法，并提供代码示例。

SM2加密算法

SM2加密算法是一种非对称加密算法，使用的是椭圆曲线密码学。它包括密钥生成、加密、解密和签名验证等功能。SM2算法的安全性基于离散对数问题和椭圆曲线离散对数问题的难解性。

密钥生成

SM2算法的密钥生成包括生成一个椭圆曲线上的随机点作为私钥，然后计算该点的倍点作为公钥。在.NET Core中，可以使用BouncyCastle库的ECKeyPairGenerator类来生成SM2算法的密钥对。

using Org.BouncyCastle.Crypto;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Generators;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters;
using Org.BouncyCastle.Security;

public static KeyPair GenerateKeyPair()
{
    ECKeyPairGenerator keyPairGenerator = GeneratorUtilities.GetKeyPairGenerator("EC");
    keyPairGenerator.Init(new ECKeyGenerationParameters(SecObjectIdentifiers.SecP256k1, new SecureRandom()));
    AsymmetricCipherKeyPair keyPair = keyPairGenerator.GenerateKeyPair();

    ECPublicKeyParameters publicKey = (ECPublicKeyParameters)keyPair.Public;
    ECPrivateKeyParameters privateKey = (ECPrivateKeyParameters)keyPair.Private;

    return new KeyPair(publicKey.Q, privateKey.D);
}

加密和解密

SM2算法的加密和解密过程分别是先进行数据填充，然后进行椭圆曲线点的运算。在.NET Core中，可以使用BouncyCastle库的Sm2Engine类来进行加密和解密操作。

using Org.BouncyCastle.Crypto;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters;
using Org.BouncyCastle.Security;
using Org.BouncyCastle.Utilities.Encoders;

public static byte[] Encrypt(byte[] plaintext, ECPoint publicKey)
{
    Sm2Engine engine = new Sm2Engine();
    ParametersWithRandom parameters = new ParametersWithRandom(publicKey, new SecureRandom());
    engine.Init(true, parameters);

    return engine.ProcessBlock(plaintext, 0, plaintext.Length);
}

public static byte[] Decrypt(byte[] ciphertext, BigInteger privateKey)
{
    Sm2Engine engine = new Sm2Engine();
    ECPrivateKeyParameters parameters = new ECPrivateKeyParameters(privateKey, SecObjectIdentifiers.SecP256k1);
    engine.Init(false, parameters);

    return engine.ProcessBlock(ciphertext, 0, ciphertext.Length);
}

签名和验证

SM2算法的签名和验证过程分别是对消息进行哈希运算，然后进行椭圆曲线点的运算。在.NET Core中，可以使用BouncyCastle库的SM2Signer类来进行签名和验证操作。

using Org.BouncyCastle.Crypto;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters;
using Org.BouncyCastle.Security;
using Org.BouncyCastle.Utilities.Encoders;

public static byte[] Sign(byte[] message, BigInteger privateKey)
{
    SM2Signer signer = new SM2Signer();
    ECPrivateKeyParameters parameters = new ECPrivateKeyParameters(privateKey, SecObjectIdentifiers.SecP256k1);
    signer.Init(true, parameters);

    signer.BlockUpdate(message, 0, message.Length);
    byte[] signature = signer.GenerateSignature();

    return signature;
}

public static bool Verify(byte[] message, byte[] signature, ECPoint publicKey)
{
    SM2Signer verifier = new SM2Signer();
    ParametersWithRandom parameters = new ParametersWithRandom(publicKey, new SecureRandom());
    verifier.Init(false, parameters);

    verifier.BlockUpdate(message, 0, message.Length);

    return verifier.VerifySignature(signature);
}

示例

下面是一个完整的示例，展示了如何使用BouncyCastle库在.NET Core中实现SM2加密算法。

using System;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters;
using Org.BouncyCastle.Math;
using Org.BouncyCastle.Utilities.Encoders;

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        // 生成密钥对
        KeyPair keyPair = GenerateKeyPair();
        ECPoint publicKey = keyPair.PublicKey;
        BigInteger privateKey = keyPair.PrivateKey;

        // 加密和解密
        string plaintext = "