国产算法 SM4：加密新时代

后端

2022-11-28 14:20:15

SM4：引领加密算法新时代的国产加密利器

随着数字经济的飞速发展，信息安全的重要性日益凸显。传统加密算法的安全隐患日益严峻，迫切需要新一代加密技术的出现。我国国家密码管理局应运而生，相继推出了多款国产加密算法，其中就包括备受瞩目的 SM4。

SM4：国产密码学的骄傲

SM4 是一款对称分组密码算法，由我国密码专家自主研发，于 2006 年正式发布。它凭借出色的安全性、高效率和易于实现等特点，成为国产密码学领域的一颗璀璨明珠。

SM4 算法原理

SM4 的加密过程主要包括三个步骤：

密钥扩展： 将 128 位的密钥扩展为 32 轮密钥，每轮密钥由 32 位组成。
轮函数： 将明文与轮密钥异或运算，再进行 S 盒置换、行移位和列混淆等操作。
轮迭代： 将轮函数重复 32 次，最终得到加密后的密文。

SM4 安全性评估

SM4 的安全性得到了广泛认可。在 2007 年国家密码管理局组织的密码算法安全评估中，SM4 被评定为 "密码算法安全强度为优秀"，为我国信息安全提供了坚实的保障。

SM4 的广泛应用

SM4 算法的应用场景十分广泛，涵盖了商业、金融、通信等多个领域：

商业领域： 用于加密电子商务、网上银行、数字版权等。
金融领域： 用于加密金融交易、证券交易、银行卡支付等。
通信领域： 用于加密语音通信、数据通信、视频通信等。

SM4 的广泛应用表明，国产加密算法已经具备了与国际先进算法媲美的实力，为我国的信息安全体系建设做出了重要贡献。

Java 实现 SM4 加解密

为了方便开发者使用 SM4 算法，目前网上有不少现成的 Java 工具类。这些工具类提供了 SM4 加密和解密的接口，开发者只需传入明文和密钥，即可获得密文或明文。

例如，我们可以使用 Bouncy Castle 库来实现 SM4 加解密：

import org.bouncycastle.crypto.engines.SM4Engine;
import org.bouncycastle.crypto.modes.CBCBlockCipher;
import org.bouncycastle.crypto.paddings.PaddedBufferedBlockCipher;
import org.bouncycastle.crypto.params.KeyParameter;

public class SM4Util {

    private static final String ALGORITHM = "SM4";
    private static final String CIPHER_MODE = "CBC";
    private static final String PADDING = "PKCS5Padding";

    public static byte[] encrypt(byte[] plaintext, byte[] key) {
        try {
            SM4Engine engine = new SM4Engine();
            CBCBlockCipher blockCipher = new CBCBlockCipher(engine);
            PaddedBufferedBlockCipher cipher = new PaddedBufferedBlockCipher(blockCipher, PADDING);
            cipher.init(true, new KeyParameter(key));
            return cipher.doFinal(plaintext);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    public static byte[] decrypt(byte[] ciphertext, byte[] key) {
        try {
            SM4Engine engine = new SM4Engine();
            CBCBlockCipher blockCipher = new CBCBlockCipher(engine);
            PaddedBufferedBlockCipher cipher = new PaddedBufferedBlockCipher(blockCipher, PADDING);
            cipher.init(false, new KeyParameter(key));
            return cipher.doFinal(ciphertext);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}