生成SM2公钥的Java实现

在密码学领域中,SM2是一种基于椭圆曲线密码算法的国家密码体系标准,适用于公钥密码体制和数字签名等安全通信场景。在使用SM2进行加密和签名时,首先需要生成一对公钥和私钥。本文将介绍如何在Java中生成SM2公钥,并提供相应的代码示例。

SM2公钥生成算法流程

SM2公钥生成算法的流程如下:

  1. 选择一个椭圆曲线参数集,通常是国家密码局定义的参数集。
  2. 生成一个随机数作为私钥。
  3. 使用私钥计算对应的公钥。

在实际应用中,需要使用椭圆曲线上的点加法运算来实现公钥的生成。

Java实现

依赖库

首先,我们需要引入Bouncy Castle库来实现SM2公钥的生成。Bouncy Castle是一个流行的密码库,提供了Java语言的密码学算法实现。

<dependency>
    <groupId>org.bouncycastle</groupId>
    <artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId>
    <version>1.69</version>
</dependency>

代码示例

下面是一个简单的Java代码示例,用于生成SM2公钥:

import org.bouncycastle.crypto.params.ECDomainParameters;
import org.bouncycastle.crypto.params.ECKeyGenerationParameters;
import org.bouncycastle.crypto.params.ECPrivateKeyParameters;
import org.bouncycastle.crypto.params.ECPublicKeyParameters;
import org.bouncycastle.crypto.generators.ECKeyPairGenerator;
import org.bouncycastle.crypto.generators.ECKeyGenerationParameters;
import org.bouncycastle.crypto.generators.ECKeyPairGenerator;
import org.bouncycastle.crypto.params.ECDomainParameters;
import org.bouncycastle.crypto.params.ECKeyGenerationParameters;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import org.bouncycastle.math.ec.ECPoint;
import org.bouncycastle.math.ec.ECCurve;
import org.bouncycastle.math.ec.ECKeyPairGenerator;
import org.bouncycastle.math.ec.ECKeyGenerationParameters;
import org.bouncycastle.math.ec.ECPrivateKeyParameters;
import org.bouncycastle.math.ec.ECPublicKeyParameters;
import org.bouncycastle.math.ec.ECPoint;
import org.bouncycastle.math.ec.ECCurve;
import org.bouncycastle.math.ec.ECKeyPairGenerator;
import org.bouncycastle.util.encoders.Hex;

import java.security.SecureRandom;
import java.security.Security;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.KeyPair;
import java.security.KeyPairGenerator;
import java.security.KeyPair;
import java.security.Security;

public class SM2KeyGenerator {

    public static void main(String[] args) {
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());

        // 选择SM2椭圆曲线参数集
        ECDomainParameters domainParams = ECDomainParameters.SM2_B;

        // 生成私钥
        SecureRandom random = new SecureRandom();
        ECKeyGenerationParameters keyGenParams = new ECKeyGenerationParameters(domainParams, random);
        ECKeyPairGenerator keyPairGenerator = new ECKeyPairGenerator();
        keyPairGenerator.init(keyGenParams);
        ECKeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();

        ECPrivateKeyParameters privateKey = (ECPrivateKeyParameters) keyPair.getPrivate();
        ECPublicKeyParameters publicKey = (ECPublicKeyParameters) keyPair.getPublic();

        // 打印私钥和公钥
        System.out.println("私钥:" + Hex.toHexString(privateKey.getD().toByteArray()));
        System.out.println("公钥:" + Hex.toHexString(publicKey.getQ().getEncoded(false)));
    }
}

在上面的代码中,我们首先选择了SM2的椭圆曲线参数集,并生成了私钥和对应的公钥。最后,我们将私钥和公钥以十六进制字符串的形式打印出来。

类图

下面是SM2KeyGenerator类的类图,展示了类之间的关系:

classDiagram
    class SM2KeyGenerator {
        + main(String[]): void
    }

关系图

下面是生成SM2公钥的流程的关系图示例:

erDiagram
    SM2KeyGenerator ||--|| BouncyCastleProvider : 使用
    SM2KeyGenerator ||--|> ECDomainParameters : 选择
    SM2KeyGenerator ||--|> SecureRandom : 生成
    SM2Key