Java国密4加密入门指南

作为一名经验丰富的开发者，我很高兴能帮助刚入行的小白了解如何实现Java国密4加密。国密4加密是一种基于SM4算法的加密方式，广泛应用于中国的金融、政府等领域。在这篇文章中，我将详细介绍实现Java国密4加密的步骤和代码示例。

流程图

首先，让我们通过流程图来了解整个加密过程：

flowchart TD
    A[开始] --> B[引入依赖]
    B --> C[初始化密钥]
    C --> D[加密数据]
    D --> E[解密数据]
    E --> F[结束]

步骤详解

1. 引入依赖

在实现Java国密4加密之前，我们需要引入相关依赖。这里我们使用Maven作为依赖管理工具。在pom.xml文件中添加以下依赖：

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

2. 初始化密钥

在进行加密之前，我们需要生成或获取一个密钥。以下是生成SM4密钥的示例代码：

import org.bouncycastle.crypto.generators.SM4KeyGenerator;
import org.bouncycastle.crypto.params.KeyParameter;

public class SM4Util {
    public static KeyParameter generateKey() {
        SM4KeyGenerator keyGenerator = new SM4KeyGenerator();
        keyGenerator.init(128); // SM4密钥长度为128位
        return keyGenerator.generateKey();
    }
}

3. 加密数据

使用生成的密钥，我们可以对数据进行加密。以下是加密数据的示例代码：

import org.bouncycastle.crypto.engines.SM4Engine;
import org.bouncycastle.crypto.modes.CBCBlockCipher;
import org.bouncycastle.crypto.paddings.PKCS7Padding;
import org.bouncycastle.crypto.params.ParametersWithIV;

public class SM4Encryptor {
    private final KeyParameter key;
    private final CBCBlockCipher cipher;

    public SM4Encryptor(KeyParameter key) {
        this.key = key;
        this.cipher = new CBCBlockCipher(new SM4Engine());
        this.cipher.init(true, new ParametersWithIV(key, new byte[16])); // IV长度为16字节
    }

    public byte[] encrypt(byte[] data) {
        cipher.init(true, new ParametersWithIV(key, new byte[16])); // 每次加密时重新初始化IV
        byte[] output = new byte[cipher.getOutputSize(data.length)];
        int length = cipher.processBytes(data, 0, data.length, output, 0);
        cipher.doFinal(output, length);
        return output;
    }
}

4. 解密数据

加密完成后，我们可以使用相同的密钥和IV对数据进行解密。以下是解密数据的示例代码：

public class SM4Decryptor {
    private final KeyParameter key;
    private final CBCBlockCipher cipher;

    public SM4Decryptor(KeyParameter key) {
        this.key = key;
        this.cipher = new CBCBlockCipher(new SM4Engine());
        this.cipher.init(false, new ParametersWithIV(key, new byte[16])); // IV长度为16字节
    }

    public byte[] decrypt(byte[] data) {
        cipher.init(false, new ParametersWithIV(key, new byte[16])); // 每次解密时重新初始化IV
        byte[] output = new byte[cipher.getOutputSize(data.length)];
        int length = cipher.processBytes(data, 0, data.length, output, 0);
        cipher.doFinal(output, length);
        return output;
    }
}

饼状图

为了更直观地展示加密和解密的过程，我们可以使用饼状图来表示：

pie
    title 加密和解密过程
    "加密" : 40
    "解密" : 60

结语

通过这篇文章，我们了解了Java国密4加密的整个流程，包括引入依赖、初始化密钥、加密数据和解密数据。希望这篇文章能帮助刚入行的小白快速掌握Java国密4加密的实现。在实际应用中，我们还需要考虑安全性、性能等因素，不断优化和完善加密方案。祝各位开发者在加密领域取得更大的进步！