Java使用SM4加密算法

SM4是一种中国商用密码算法，也是国际上高度安全的分组密码算法之一。在Java中，我们可以通过引入相关的库来实现SM4加密操作。本文将介绍如何在Java中使用SM4算法进行加密，并提供相应的代码示例。

SM4算法简介

SM4算法是一种分组密码算法，它是对称密码算法，采用分组长度为128位。SM4算法包括加密和解密两种操作，其基本原理是通过一系列的轮函数对明文进行多轮加密来得到密文，再通过类似的轮函数对密文进行多轮解密来得到原始明文。

SM4算法的安全性在国际上得到了广泛认可，其性能表现也较为出色，因此在很多安全领域得到了广泛应用。

Java中使用SM4算法

要在Java中使用SM4算法，我们可以借助第三方库，比如Bouncy Castle等。下面我们将通过一个简单的示例来演示如何在Java中使用SM4算法进行加密操作。

代码示例

import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import org.bouncycastle.util.encoders.Hex;
import org.bouncycastle.util.encoders.Base64;
import org.bouncycastle.jcajce.provider.symmetric.SM4;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.KeyGenerator;
import javax.crypto.SecretKey;
import java.security.Security;

public class SM4Util {

    public static byte[] encrypt(byte[] key, byte[] data) throws Exception {
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());

        Cipher cipher = Cipher.getInstance("SM4/ECB/PKCS7Padding", "BC");
        SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "SM4");
        cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKey);

        return cipher.doFinal(data);
    }

    public static byte[] decrypt(byte[] key, byte[] data) throws Exception {
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());

        Cipher cipher = Cipher.getInstance("SM4/ECB/PKCS7Padding", "BC");
        SecretKey secretKey = new SecretKeySpec(key, "SM4");
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKey);

        return cipher.doFinal(data);
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        byte[] key = Hex.decode("0123456789abcdeffedcba9876543210");
        byte[] data = "Hello, SM4!".getBytes();

        byte[] encrypted = encrypt(key, data);
        System.out.println("Encrypted: " + Base64.toBase64String(encrypted));

        byte[] decrypted = decrypt(key, encrypted);
        System.out.println("Decrypted: " + new String(decrypted));
    }
}

在这个示例中，我们使用Bouncy Castle提供的SM4算法实现了加密和解密操作。通过指定相应的加密模式和填充模式，我们可以实现对明文的加密和解密操作。

状态图

stateDiagram
    [*] --> Encrypt
    Encrypt --> Decrypt
    Decrypt --> [*]

在状态图中，我们描述了SM4算法的加密和解密过程。初始状态为[*]，然后进入加密状态Encrypt，接着进入解密状态Decrypt，最终回到初始状态。

序列图

sequenceDiagram
    participant Client
    participant Server

    Client ->> Server: 加密数据
    Server ->> Server: 解密数据

在序列图中，我们描述了客户端和服务器之间进行加密和解密操作的过程。客户端向服务器发送需要加密的数据，服务器接收到数据后进行解密操作。

结论

通过上述示例，我们了解了如何在Java中使用SM4算法进行加密操作。SM4算法是一种高度安全且性能优良的密码算法，在实际项目中有着广泛的应用价值。希望本文能帮助大家更好地理解和应用SM4算法。