.NET SDK中的SM2和SM3

介绍

SM2和SM3是中国国家密码管理局发布的国家密码算法标准，用于数据加密和数字签名验证。在.NET SDK中，我们可以使用SM2和SM3算法来实现安全的加密和验证功能。本文将介绍如何使用.NET SDK中的SM2和SM3算法，并提供相应的代码示例。

SM2算法

SM2是一种椭圆曲线公钥密码算法，它基于椭圆曲线离散对数问题。在.NET SDK中，我们可以使用System.Security.Cryptography命名空间下的SM2类来进行SM2算法的操作。

生成密钥对

使用SM2算法进行加密和解密时，首先需要生成一个密钥对，包括公钥和私钥。下面是生成SM2密钥对的代码示例：

using System.Security.Cryptography;

// 生成SM2密钥对
using (var sm2 = new SM2())
{
    var privateKey = sm2.GeneratePrivateKey();
    var publicKey = sm2.GeneratePublicKey();

    // 导出密钥
    byte[] privateKeyBytes = privateKey.Export(CngKeyBlobFormat.EccPrivateBlob);
    byte[] publicKeyBytes = publicKey.Export(CngKeyBlobFormat.EccPublicBlob);

    // 将密钥导出为BASE64编码的字符串
    string privateKeyBase64 = Convert.ToBase64String(privateKeyBytes);
    string publicKeyBase64 = Convert.ToBase64String(publicKeyBytes);

    Console.WriteLine("私钥：\n" + privateKeyBase64);
    Console.WriteLine("公钥：\n" + publicKeyBase64);
}

上述代码中，首先创建了一个SM2对象，然后使用GeneratePrivateKey方法生成私钥，使用GeneratePublicKey方法生成公钥。接着，我们将生成的密钥导出为字节数组，并将其转换为BASE64编码的字符串。

加密和解密

生成密钥对后，我们可以使用公钥进行数据加密，使用私钥进行数据解密。下面是使用SM2算法进行加密和解密的代码示例：

using System.Security.Cryptography;

// 加密
using (var sm2 = new SM2())
{
    byte[] publicKeyBytes = Convert.FromBase64String(publicKeyBase64);
    var publicKey = CngKey.Import(publicKeyBytes, CngKeyBlobFormat.EccPublicBlob);

    byte[] plaintext = Encoding.UTF8.GetBytes("Hello, World!");

    byte[] ciphertext = sm2.Encrypt(plaintext, publicKey);

    string ciphertextBase64 = Convert.ToBase64String(ciphertext);

    Console.WriteLine("密文：\n" + ciphertextBase64);
}

// 解密
using (var sm2 = new SM2())
{
    byte[] privateKeyBytes = Convert.FromBase64String(privateKeyBase64);
    var privateKey = CngKey.Import(privateKeyBytes, CngKeyBlobFormat.EccPrivateBlob);

    byte[] ciphertext = Convert.FromBase64String(ciphertextBase64);

    byte[] plaintext = sm2.Decrypt(ciphertext, privateKey);

    string plaintextString = Encoding.UTF8.GetString(plaintext);

    Console.WriteLine("明文：\n" + plaintextString);
}

上述代码中，我们首先创建了一个SM2对象，然后使用公钥加密数据，使用私钥解密数据。注意，加密和解密时需要导入密钥，并将密文和明文转换为合适的格式。

SM3算法

SM3是一种哈希算法，用于对数据进行摘要计算。在.NET SDK中，我们可以使用System.Security.Cryptography命名空间下的SM3类来进行SM3算法的操作。

计算哈希值

使用SM3算法对数据进行摘要计算时，我们只需要将数据传递给SM3对象的ComputeHash方法即可。下面是计算哈希值的代码示例：

using System.Security.Cryptography;

using (var sm3 = new SM3())
{
    byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes("Hello, World!");

    byte[] hashValue = sm3.ComputeHash(data);

    string hashValueHex = BitConverter.ToString(hashValue).Replace("-", "").ToLower();

    Console.WriteLine("哈希值：\n" + hashValueHex);
}

上述代码中，我们首先创建了一个SM3对象，然后使用ComputeHash方法计算给定数据的哈希值。哈希值以字节数组的形式返回，我们可以将其转换为十六进制字符串进行显示。

类图

下面是SM2和SM3算法