国密算法的实现借助了Java库函数 Bouncy Castle，加密库安装使用教程请参考链接

SM4

简介

SM4，又称为商密算法，是一种分组密码算法，于2012年由中国密码技术研究中心（中国密码学会成员）发布，目前已成为我国国家密码算法，并在多个领域得到了广泛的应用。SM4算法采用了32轮迭代结构，密钥长度为128位，分组长度为128位，支持ECB、CBC等多种分组模式，在安全性、效率和适用性上都得到了良好的平衡。SM4算法具有高速度、高安全性、硬件实现简单等特点，可以在多种安全场景中使用，比如对称加密、消息认证码等方面。同时，SM4算法已经经过了严格的国际标准测试，成为ISO/IEC 18033-4标准。

注意：代码加解密对象为文件，测试时请自行替换

代码

import javax.crypto.Cipher;import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;import javax.crypto.spec.SecreTKEySpec;import java.NIO.file.Files;import java.nio.file.Paths;import java.nio.charset.StandardCharsets;import java.security.Security;import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;public class SM4 {    private static final String name="SM4";   //算法名字    private static final String transfORMation="SM4/CBC/PKCS5Padding";    //加密模式以及短快填充方式    private static final String Default_iv="0123456789abcdef";            //加密使用的初始向量private static void encodeFile(String inputFile, String outputFile, String key) throws Exception {    // 读取输入文件中的所有字节    byte [] inputBytes = Files.readAllBytes(Paths.get(inputFile));    // 对输入字节数组进行加密    byte [] encodeByte = encode(inputBytes, key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));    // 将加密后的字节数组写入指定输出文件中    Files.write(Paths.get(outputFile),encodeByte);    System.out.println("File encoded successfully.");}        public static byte [] encode(byte [] inputByte, byte [] key) throws Exception {        // 获取加密实例        Cipher c = Cipher.getInstance(transformation);        // 根据密钥的字节数组创建 SecretKeySpec        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key, name);        // 创建 IvParameterSpec 对象，使用默认向量和字符集        IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(Default_iv.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));        // 初始化加密实例        c.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);        // 返回加密后的字节数组        return c.doFinal(inputByte);    }    public static void decodeFile(String inputFilePath, String outputFilePath, String key) throws Exception {        byte[] inputBytes = Files.readAllBytes(Paths.get(inputFilePath));        byte[] decodeBytes = decode(inputBytes, key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));        Files.write(Paths.get(outputFilePath), decodeBytes);        System.out.println("File decode successfully.");    }    private static byte[] decode(byte[] inputBytes, byte[] key) throws Exception {        Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key, name);        IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(Default_iv.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);        return cipher.doFinal(inputBytes);    }    public static void main(String[] args) throws Exception {        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());        String inputFile="Test.txt";              //需要加密的文件        String enFile="Encode.txt";               //加密后的文件        String deFile="Decode.txt";               //解密后的文件        String key="0123456789ABCDEF";            //加密密钥，注意必须是128bits，即16个字节        encodeFile(inputFile,enFile,key);        decodeFile(enFile,deFile,key);    }}

结果（部分截图）

Test.txt

Encode.txt

Decode.txt

SM3

简介

SM3是一种国家密码算法，也称为商用密码算法，是我国的一种哈希函数，用于信息安全领域。它基于Merkle–Damgård结构，采用了与SHA-256类似的位操作，并且设计了一个可调节的消息扰动函数。SM3保证了生日攻击下的安全强度，并提供了碰撞和预图攻击的防护。

代码

import org.bouncycastle.crypto.digests.SM3Digest;import org.bouncycastle.util.encoders.Hex;import java.io.IOException;import java.nio.file.Files;import java.nio.file.Paths;public class SM3Test {        private static byte[] calculateSM3Digest( byte [] inputBytes) {        //创建 SM3Digest 对象        SM3Digest digest = new SM3Digest();        //将输入字符串转为字节数组，并使用该字节数组更新摘要对象的内部状态，以便进行计算       // byte[] inputBytes = input.getBytes();        digest.update(inputBytes, 0, inputBytes.length);        //创建一个输出字节数组，调用 doFinal 方法完成哈希计算，并将结果存入输出数组        byte[] output = new byte[digest.getDigestSize()];        digest.doFinal(output, 0);        //返回摘要字节数组        return output;    }    public static void main(String[] args) {        String filePath = "src/Test.java";        try {                       byte [] inputBytes = Files.readAllBytes(Paths.get(filePath));            byte[] digest = calculateSM3Digest(inputBytes);            String hexDigest = Hex.toHexString(digest);            System.out.println("SM3 Digest: " + hexDigest);        } catch (IOException e) {            System.out.println("An error occurred while reading the file: " + e.getMessage());        }    }    }

结果

SM2

简介

SM2是一种我国的国家密码算法，采用基于椭圆曲线密码学的公钥密码体制，在数字签名、密钥协商、密钥交换和公钥加密场景中可广泛使用。其密钥长度为256位，安全等级高于普遍采用的RSA或DSA算法。在SM2算法中，密钥交换、数字签名和公钥加密均采用同一种椭圆曲线和同一种哈希算法，具有自主知识产权、高效率和安全性高等特点。并且SM2算法已经成为国际标准ISO/IEC 14888-3并得到了广泛应用。

代码

public class SM2 {    public SM2(){ }    static {  //加载BC驱动        if (Security.getProvider(BouncyCastleProvider.PROVIDER_NAME) == null)            new BouncyCastleProvider();    }    // 生成sm2密钥对    public KeyPair createECKeyPair() {        //使用标准名称创建EC参数生成的参数规范        final ECGenParameterSpec sm2Spec = new ECGenParameterSpec("sm2p256v1");        // 获取一个椭圆曲线类型的密钥对生成器        final KeyPairGenerator kpg;        try {            kpg = KeyPairGenerator.getInstance("EC", new BouncyCastleProvider());// 使用SM2算法域参数集初始化密钥生成器（默认使用最高优先级安装的提供者的 SecureRandom 的实现作为随机源）            // kpg.initialize(sm2Spec);            // 使用SM2的算法域参数集和指定的随机源初始化密钥生成器            kpg.initialize(sm2Spec, new SecureRandom());            // 通过密钥生成器生成密钥对            return kpg.generateKeyPair();        } catch (Exception e) {            e.printStackTrace();            return null;        }    }        public byte[] encode(String publicKeyHex, byte[] inputBytes, int modeType){        //加密模式        //        BCECPublicKey publicKey = getECPublicKeyByPublicKeyHex(publicKeyHex);        SM2Engine.Mode mode;        if (modeType == 1) {//采用新模式加密标准            mode = SM2Engine.Mode.C1C3C2;        } else {//采用旧模式加密标准            mode = SM2Engine.Mode.C1C2C3;        }        //通过公钥对象获取公钥的基本域参数。        ECParameterSpec ecParameterSpec = publicKey.getParameters();        ECDomainParameters ecDomainParameters = new ECDomainParameters(ecParameterSpec.getCurve(),                ecParameterSpec.getG(), ecParameterSpec.getN());        //通过公钥值和公钥基本参数创建公钥参数对象        ECPublicKeyParameters ecPublicKeyParameters = new ECPublicKeyParameters(publicKey.getQ(), ecDomainParameters);        //根据加密模式实例化SM2公钥加密引擎        SM2Engine sm2Engine = new SM2Engine(mode);        //初始化加密引擎        sm2Engine.init(true, new ParametersWithRandom(ecPublicKeyParameters, new SecureRandom()));        byte[] arrayOfBytes = null;        try {            //通过加密引擎对字节数串行加密            arrayOfBytes = sm2Engine.processBlock(inputBytes, 0, inputBytes.length);        } catch (Exception e) {            System.out.println("SM2加密时出现异常:" + e.getMessage());            e.printStackTrace();        }        return arrayOfBytes;    }        public static byte[] decode(String privateKeyHex, byte[] cipherBytes, int modeType) {        //解密模式        SM2Engine.Mode mode;        BCECPrivateKey privateKey = getBCECPrivateKeyByPrivateKeyHex(privateKeyHex);        if (modeType == 1) {            mode = SM2Engine.Mode.C1C3C2;        } else {            mode = SM2Engine.Mode.C1C2C3;        }        //通过私钥对象获取私钥的基本域参数。        ECParameterSpec ecParameterSpec = privateKey.getParameters();        ECDomainParameters ecDomainParameters = new ECDomainParameters(ecParameterSpec.getCurve(),                ecParameterSpec.getG(), ecParameterSpec.getN());        //通过私钥值和私钥基本参数创建私钥参数对象        ECPrivateKeyParameters ecPrivateKeyParameters = new ECPrivateKeyParameters(privateKey.getD(),                ecDomainParameters);        //通过解密模式创建解密引擎并初始化        SM2Engine sm2Engine = new SM2Engine(SM2Engine.Mode.C1C3C2);        sm2Engine.init(false, ecPrivateKeyParameters);        byte[] arrayOfBytes = null;        try {            //通过解密引擎对密文字节串进行解密            arrayOfBytes = sm2Engine.processBlock(cipherBytes, 0, cipherBytes.length);        } catch (Exception e) {            System.out.println("SM2解密时出现异常" + e.getMessage());        }        return arrayOfBytes;    }    //椭圆曲线ECParameters ASN.1 结构    private static X9ECParameters x9ECParameters = GMNamedCurves.getByName("sm2p256v1");    //椭圆曲线公钥或私钥的基本域参数。    private static ECParameterSpec ecDomainParameters = new ECParameterSpec(x9ECParameters.getCurve(), x9ECParameters.getG(), x9ECParameters.getN());        public static BCECPublicKey getECPublicKeyByPublicKeyHex(String pubKeyHex) {        //截取64字节有效的SM2公钥（如果公钥首字节为0x04）        if (pubKeyHex.length() > 128) {            pubKeyHex = pubKeyHex.substring(pubKeyHex.length() - 128);        }        //将公钥拆分为x,y分量（各32字节）        String stringX = pubKeyHex.substring(0, 64);        String stringY = pubKeyHex.substring(stringX.length());        //将公钥x、y分量转换为BigInteger类型        BigInteger x = new BigInteger(stringX, 16);        BigInteger y = new BigInteger(stringY, 16);        //通过公钥x、y分量创建椭圆曲线公钥规范        ECPublicKeySpec ecPublicKeySpec = new ECPublicKeySpec(x9ECParameters.getCurve().createPoint(x, y), ecDomainParameters);        //通过椭圆曲线公钥规范，创建出椭圆曲线公钥对象（可用于SM2加密及验签）        return new BCECPublicKey("EC", ecPublicKeySpec, BouncyCastleProvider.CONFIGURATION);    }        public static BCECPrivateKey getBCECPrivateKeyByPrivateKeyHex(String privateKeyHex) {        //将十六进制私钥字符串转换为BigInteger对象        BigInteger d = new BigInteger(privateKeyHex, 16);        //通过私钥和私钥域参数集创建椭圆曲线私钥规范        ECPrivateKeySpec ecPrivateKeySpec = new ECPrivateKeySpec(d, ecDomainParameters);        //通过椭圆曲线私钥规范，创建出椭圆曲线私钥对象（可用于SM2解密和签名）        return new BCECPrivateKey("EC", ecPrivateKeySpec, BouncyCastleProvider.CONFIGURATION);    }    public static void main(String[] args) throws Exception {        String Sm4Key="0123456789abcdef";        String sm2PublicKeyHex=null;        String sm2PrivateKeyHex=null;        SM2 sm2=new SM2();        // 生成SM2密钥        KeyPair keyPair = sm2.createECKeyPair();        PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();        PublicKey publicKey = keyPair.getPublic();        if (publicKey instanceof BCECPublicKey){            //获取65字节非压缩的十六进制公钥串(0x04)            byte[] publicKeyBytes = ((BCECPublicKey) publicKey).getQ().getEncoded(false);            sm2PublicKeyHex = Hex.toHexString(publicKeyBytes);        }        if (privateKey instanceof BCECPrivateKey) {            //获取32字节十六进制私钥串            sm2PrivateKeyHex = ((BCECPrivateKey) privateKey).getD().toString(16);        }        //Sm2加密密钥        byte [] keyBytes=Sm4Key.getBytes("utf-8");        byte[] encodeBytes = sm2.encode(sm2PublicKeyHex, keyBytes, 1);        String encodeKey = Hex.toHexString(encodeBytes);        //Sm2解密密钥        byte [] decodeBytes=sm2.decode(sm2PrivateKeyHex,encodeBytes,1);        String deKey=new String(decodeBytes,"utf-8");        System.out.println("\ninitial key:"+Sm4Key+"\nencode key:"+encodeKey+"\ndecode key:"+deKey);        System.out.println("complete!");    }}

结果

来源地址：https://blog.csdn.net/Rm_mR/article/details/131290101