SM2是由中國國家密碼管理局制定的公鑰密碼算法，屬于國家密碼標準之一。SM2算法基于橢圓曲線密碼學，兼具安全性和高效性，被廣泛應用在金融、電子政務和電子商務等領域。
特點
安全性：SM2基于橢圓曲線密碼學，提供高強度的安全保障。
高效性：在相同的安全強度下，SM2比RSA和DSA更加高效，計算復雜度較低。
國家標準：SM2是中國國家密碼標準GB/T 32918，具有國家認可的權威性。
應用場景
數字簽名：用于身份驗證和不可否認性。
數據加密：用于保護敏感信息的傳輸與存儲。
密鑰交換：用于安全的密鑰分發和交換過程。
代碼示例
第三方庫BouncyCastle
using Org.BouncyCastle.Asn1.X9;using Org.BouncyCastle.Crypto.Generators;using Org.BouncyCastle.Crypto;using Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters;using Org.BouncyCastle.Security;using Org.BouncyCastle.Asn1.Sec;using Org.BouncyCastle.Asn1.GM;using System.Security.Cryptography.X509Certificates;using Org.BouncyCastle.Crypto.Engines;using Org.BouncyCastle.Math;
namespace AppSm2{ public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); }
private void btnCreateKey_Click(object sender, EventArgs e) { // 1. 生成SM2密鑰對 var keyPair = GenerateSM2KeyPair(); var publicKey = (ECPublicKeyParameters)keyPair.Public; var privateKey = (ECPrivateKeyParameters)keyPair.Private; File.WriteAllText("./public.dat", Convert.ToBase64String(publicKey.Q.GetEncoded())); File.WriteAllText("./private.dat", Convert.ToBase64String(privateKey.D.ToByteArrayUnsigned())); }
/// <summary> /// 生成公私鑰 /// </summary> /// <returns></returns> private AsymmetricCipherKeyPair GenerateSM2KeyPair() { // 使用國標曲線參數 "Wapi" 被GMNamedCurves定義 (SM2標準曲線) X9ECParameters sm2Params = GMNamedCurves.GetByName("sm2p256v1"); var ecParams = new ECDomainParameters(sm2Params.Curve, sm2Params.G, sm2Params.N, sm2Params.H);
var keyGenerationParameters = new ECKeyGenerationParameters(ecParams, new SecureRandom()); var keyPairGenerator = new ECKeyPairGenerator(); keyPairGenerator.Init(keyGenerationParameters);
return keyPairGenerator.GenerateKeyPair(); }
private void btnEncrypt_Click(object sender, EventArgs e) { // 將Base64格式公鑰轉換回ECPublicKeyParameters var restoredPublicKey = RestorePublicKeyFromBase64(File.ReadAllText("./public.dat")); byte[] cipherText = Encrypt(txt1.Text, restoredPublicKey); txt2.Text = Convert.ToBase64String(cipherText); }
/// <summary> /// 還原公鑰 /// </summary> /// <param name="base64PublicKey"></param> /// <returns></returns> private ECPublicKeyParameters RestorePublicKeyFromBase64(string base64PublicKey) { // 將Base64格式的公鑰字符串轉換為字節數組 byte[] publicKeyBytes = Convert.FromBase64String(base64PublicKey);
// 獲取SM2曲線參數，這里使用sm2p256v1曲線 X9ECParameters sm2Params = GMNamedCurves.GetByName("sm2p256v1");
// 創建ECDomainParameters對象，包含曲線的一些基本參數，如曲線、生成元G、階N和系數H var ecParams = new ECDomainParameters(sm2Params.Curve, sm2Params.G, sm2Params.N, sm2Params.H);
// 使用曲線參數解碼公鑰字節數組，將其轉換為ECPoint var q = sm2Params.Curve.DecodePoint(publicKeyBytes);
// 根據解碼后的ECPoint和ECDomainParameters創建ECPublicKeyParameters對象 return new ECPublicKeyParameters(q, ecParams); }
/// <summary> /// 加密 /// </summary> /// <param name="plainText"></param> /// <param name="publicKey"></param> /// <returns></returns> private byte[] Encrypt(string plainText, ECPublicKeyParameters publicKey) { var sm2Engine = new SM2Engine(); sm2Engine.Init(true, new ParametersWithRandom(publicKey, new SecureRandom()));
byte[] plainBytes = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(plainText); return sm2Engine.ProcessBlock(plainBytes, 0, plainBytes.Length); }
private void btnDecrypt_Click(object sender, EventArgs e) { var restoredPrivateKey = RestorePrivateKeyFromBase64(File.ReadAllText("./private.dat")); string decryptedText = Decrypt(txt2.Text, restoredPrivateKey); txt3.Text = decryptedText; }
/// <summary> /// 解密 /// </summary> /// <param name="base64CipherText"></param> /// <param name="privateKey"></param> /// <returns></returns> private static string Decrypt(string base64CipherText, ECPrivateKeyParameters privateKey) { var sm2Engine = new SM2Engine(); sm2Engine.Init(false, privateKey);
byte[] cipherBytes = Convert.FromBase64String(base64CipherText); byte[] decryptedBytes = sm2Engine.ProcessBlock(cipherBytes, 0, cipherBytes.Length); return System.Text.Encoding.UTF8.GetString(decryptedBytes); }
/// <summary> /// 還私公鑰 /// </summary> /// <param name="base64PrivateKey"></param> /// <returns></returns> private ECPrivateKeyParameters RestorePrivateKeyFromBase64(string base64PrivateKey) { // 將Base64格式的私鑰字符串轉換為字節數組 byte[] privateKeyBytes = Convert.FromBase64String(base64PrivateKey);
// 使用BigInteger構造函數將字節數組轉換為無符號大整數，這將表示我們的私鑰 BigInteger d = new BigInteger(1, privateKeyBytes);
// 獲取SM2曲線參數，這里使用sm2p256v1曲線 X9ECParameters sm2Params = GMNamedCurves.GetByName("sm2p256v1");
// 創建ECDomainParameters對象，包含曲線的一些基本參數，如曲線、生成元G、階N和系數H var ecParams = new ECDomainParameters(sm2Params.Curve, sm2Params.G, sm2Params.N, sm2Params.H);
// 根據無符號大整數和ECDomainParameters創建ECPrivateKeyParameters對象，表示私鑰 return new ECPrivateKeyParameters(d, ecParams); } }}
代碼說明
生成密鑰對：使用GenerateSM2KeyPair方法生成SM2密鑰對。
加密：用公鑰加密明文，返回密文。
解密：用私鑰解密密文，返回明文。
小結
本文介紹了SM2算法的基本特點、應用場景，并提供了一個完整的C#示例代碼。通過BouncyCastle庫，開發者可以方便地在C#應用程序中實現SM2加密和解密操作。
SM2作為中國國家密碼標準，在確保信息安全傳輸方面起到了至關重要的作用。在未來的應用中，SM2有望在更多領域中發揮更大的作用。
該文章在 2024/7/22 12:18:38 編輯過
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