SM4密码算法在Java中的依赖与应用

介绍

SM4密码算法是一种对称加密算法，由中国国家密码管理局于2007年公布，并作为中国商用密码算法标准。它以其高效性、安全性和无限制的密钥长度而受到广泛关注和应用。

在Java中使用SM4密码算法，我们可以依赖现有的Java密码库，如Bouncy Castle。本文将介绍如何在Java中使用Bouncy Castle来实现SM4密码算法，并提供代码示例。

依赖

首先，我们需要在Java项目中引入Bouncy Castle库的依赖。在Maven项目中，可以在pom.xml文件中添加以下依赖：

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.bouncycastle</groupId>
        <artifactId>bcpkix-jdk15on</artifactId>
        <version>1.68</version>
    </dependency>
</dependencies>

如果使用Gradle构建项目，可以在build.gradle文件中添加以下依赖：

dependencies {
    implementation 'org.bouncycastle:bcpkix-jdk15on:1.68'
}

使用SM4算法加密和解密数据

下面的代码示例展示了如何使用Bouncy Castle库中的SM4算法类来进行数据加密和解密：

import org.bouncycastle.crypto.BlockCipher;
import org.bouncycastle.crypto.engines.SM4Engine;
import org.bouncycastle.crypto.paddings.PaddedBufferedBlockCipher;
import org.bouncycastle.crypto.params.KeyParameter;
import org.bouncycastle.crypto.params.ParametersWithIV;
import org.bouncycastle.util.encoders.Hex;

import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class SM4Example {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String plaintext = "Hello, world!";
        String key = "0123456789abcdef0123456789abcdef";
        String iv = "0123456789abcdef";

        byte[] encrypted = encrypt(plaintext.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), Hex.decode(key), Hex.decode(iv));
        byte[] decrypted = decrypt(encrypted, Hex.decode(key), Hex.decode(iv));

        System.out.println("Plaintext: " + plaintext);
        System.out.println("Encrypted: " + Hex.toHexString(encrypted));
        System.out.println("Decrypted: " + new String(decrypted, StandardCharsets.UTF_8));
    }

    public static byte[] encrypt(byte[] plaintext, byte[] key, byte[] iv) throws Exception {
        BlockCipher sm4 = new SM4Engine();
        PaddedBufferedBlockCipher cipher = new PaddedBufferedBlockCipher(sm4);
        cipher.init(true, new ParametersWithIV(new KeyParameter(key), iv));

        byte[] output = new byte[cipher.getOutputSize(plaintext.length)];
        int outputLen = cipher.processBytes(plaintext, 0, plaintext.length, output, 0);
        cipher.doFinal(output, outputLen);

        return output;
    }

    public static byte[] decrypt(byte[] ciphertext, byte[] key, byte[] iv) throws Exception {
        BlockCipher sm4 = new SM4Engine();
        PaddedBufferedBlockCipher cipher = new PaddedBufferedBlockCipher(sm4);
        cipher.init(false, new ParametersWithIV(new KeyParameter(key), iv));

        byte[] output = new byte[cipher.getOutputSize(ciphertext.length)];
        int outputLen = cipher.processBytes(ciphertext, 0, ciphertext.length, output, 0);
        cipher.doFinal(output, outputLen);

        return output;
    }
}

在上面的示例中，我们使用了一个16字节的密钥和一个16字节的初始向量（IV）来加密和解密数据。我们使用UTF-8编码将明文字符串转换为字节数组，并使用Hex编码将字节数组转换为十六进制字符串进行输出。

总结

本文介绍了如何在Java中使用Bouncy Castle库来实现SM4密码算法。我们首先引入了Bouncy Castle库的依赖，然后展示了一个简单的示例代码来演示如何使用SM4算法进行数据加密和解密。

使用SM4密码算法可以确保数据的机密性和安全性，特别适用于需要高效加密和解密的应用场景。通过了解和掌握Java中SM4算法的依赖和使用方式，我们可以更好地保护敏感数据的安全性。