java中SM3加解密

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mob64ca12e77061 2024-09-02 05:44:17 ©著作权

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Java中的SM3加解密实现指南

SM3是中国国家密码管理局发布的一种加密算法，广泛应用于数据保护和信息安全。对于刚入职的小白开发者来说，了解SM3算法以及如何在Java中实现加解密是一个重要的技能。本文将提供一个详细的实现指南，包括步骤、代码示例、注释及关系图。

工作流程概述

在实现SM3加解密之前，我们可以梳理一下整个流程。以下是实现SM3加解密的主要步骤：

步骤	说明
1	导入依赖库
2	实现SM3算法的核心逻辑
3	编写加密及解密工具类
4	测试加解密功能
5	整理与优化代码

步骤详细说明

1. 导入依赖库

在Java中，我们可以使用一些现有库来实现SM3加密。最常用的库是Bouncy Castle。首先，在你的Maven项目中添加以下依赖：

<dependency>
    <groupId>org.bouncycastle</groupId>
    <artifactId>bcpkix-jdk15on</artifactId>
    <version>1.70</version>
</dependency>

2. 实现SM3算法的核心逻辑

我们需要实现SM3算法的核心逻辑。以下是一个简单的SM3实现示例。为了保持代码的简洁性，我们将只显示核心方法：

import org.bouncycastle.crypto.digests.SM3Digest;

public class SM3Util {
    // 计算SM3摘要
    public static byte[] sm3(String input) {
        // 创建SM3摘要对象
        SM3Digest sm3Digest = new SM3Digest();
        // 处理输入数据
        byte[] inputData = input.getBytes();
        sm3Digest.update(inputData, 0, inputData.length);
        
        // 执行摘要算法
        byte[] result = new byte[sm3Digest.getDigestSize()];
        sm3Digest.doFinal(result, 0);
        return result;
    }
}

注释说明：

SM3Digest sm3Digest = new SM3Digest(); 创建一个SM3摘要对象。
sm3Digest.update(inputData, 0, inputData.length); 更新摘要状态。
sm3Digest.doFinal(result, 0); 计算并返回最终的摘要结果。

3. 编写加密及解密工具类

加解密工具类将调用我们上面创建的SM3Util类，以实现信息的加密与解密。不幸的是，SM3算法是单向的，因此我们只能够加密，而无法解密。下面是加密类的实现：

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import javax.xml.bind.DatatypeConverter;

public class EncryptionUtil {
    // SM3加密
    public static String encrypt(String plainText) {
        byte[] result = SM3Util.sm3(plainText);
        return DatatypeConverter.printHexBinary(result);
    }
}

注释说明：

DatatypeConverter.printHexBinary(result); 将字节数组转换为十六进制字符串，以便于显示和存储。

4. 测试加解密功能

为了验证我们的实现，我们编写一个简单的测试类：

public class TestSM3 {
    public static void main(String[] args) {
        String originalText = "Hello, World!";
        
        // 加密
        String encryptedText = EncryptionUtil.encrypt(originalText);
        
        System.out.println("原文: " + originalText);
        System.out.println("加密后的文本: " + encryptedText);
    }
}

5. 整理与优化代码

在完成初步实现后，我们可以继续优化我们的代码。例如，添加异常处理、支持不同的字符编码等。这里是一个更完善的加密类示例：

public class EncryptionUtil {
    // SM3加密
    public static String encrypt(String plainText) {
        if (plainText == null || plainText.isEmpty()) {
            throw new IllegalArgumentException("输入文本不能为空");
        }
        byte[] result = SM3Util.sm3(plainText);
        return DatatypeConverter.printHexBinary(result);
    }
    
    // 主方法供测试使用
    public static void main(String[] args) {
        String originalText = "Hello, World!";
        String encryptedText = encrypt(originalText);
        System.out.println("原文: " + originalText);
        System.out.println("加密后的文本: " + encryptedText);
    }
}

关系图

为了更清晰地展示我们所设计的系统，以下是一个简单的关系图，展示了加密与解密的关系：

erDiagram
    SM3Util {
        + byte[] sm3(String input)
    }
    EncryptionUtil {
        + String encrypt(String plainText)
    }
    
    EncryptionUtil --|> SM3Util : Uses