java实现sm4

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mob64ca12d0371b 2023-12-14 04:27:22 ©著作权

文章标签 Java 加密算法 java 文章分类 Java 后端开发

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Java实现SM4加密算法

介绍

SM4是中国自主设计的分组加密算法，它被广泛应用于各种信息安全领域，如物联网安全、云存储、电子政务等。本文将介绍如何使用Java语言实现SM4加密算法，并提供相应的代码示例。

SM4算法原理

SM4加密算法是一种分组密码算法，以32位为分组长度，使用相同的密钥进行加密和解密。SM4算法采用了Feistel结构，每一轮使用非线性函数、线性变换和轮密钥对分组进行处理。

SM4算法的主要步骤如下：

密钥扩展：根据输入密钥生成轮密钥。
加密轮函数：通过非线性函数和线性变换对明文和轮密钥进行处理。
轮运算：重复进行加密轮函数的处理。
结果输出：输出加密后的密文。

Java实现示例

下面是使用Java语言实现SM4算法的示例代码：

import org.bouncycastle.crypto.engines.SM4Engine;
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 SM4Encryptor {
    public static String encrypt(String plainText, String key, String iv) {
        byte[] input = plainText.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        byte[] keyBytes = Hex.decode(key);
        byte[] ivBytes = Hex.decode(iv);

        SM4Engine engine = new SM4Engine();
        engine.init(true, new ParametersWithIV(new KeyParameter(keyBytes), ivBytes));

        byte[] output = new byte[engine.getOutputSize(input.length)];
        int length = engine.processBytes(input, 0, input.length, output, 0);
        engine.doFinal(output, length);

        return Hex.toHexString(output);
    }

    public static void main(String[] args) {
        String plainText = "Hello, SM4!";
        String key = "0123456789abcdeffedcba9876543210";
        String iv = "0123456789abcdef";
        String encryptedText = encrypt(plainText, key, iv);

        System.out.println("Plain Text: " + plainText);
        System.out.println("Encrypted Text: " + encryptedText);
    }
}

上述代码使用了Bouncy Castle库提供的SM4Engine类来实现SM4算法。通过调用encrypt方法，可以将明文使用指定的密钥和初始化向量进行加密，并返回加密后的密文。

状态图

下面是SM4加密算法的状态图示例，使用Mermaid语法进行绘制：

stateDiagram
    [*] --> Initialization
    Initialization --> Ready : Initialize algorithm
    Ready --> Encryption : Process plaintext
    Encryption --> Decryption : Process ciphertext
    Decryption --> Ready : Process decrypted text
    Ready --> [*] : Reset algorithm