C# 实现SM2加密解密
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admin
2024年7月20日 9:41
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SM2是由中国国家密码管理局制定的公钥密码算法,属于国家密码标准之一。SM2算法基于椭圆曲线密码学,兼具安全性和高效性,被广泛应用在金融、电子政务和电子商务等领域。
特点
安全性:SM2基于椭圆曲线密码学,提供高强度的安全保障。
高效性:在相同的安全强度下,SM2比RSA和DSA更加高效,计算复杂度较低。
国家标准:SM2是中国国家密码标准GB/T 32918,具有国家认可的权威性。
应用场景
数字签名:用于身份验证和不可否认性。
数据加密:用于保护敏感信息的传输与存储。
密钥交换:用于安全的密钥分发和交换过程。
代码示例
第三方库BouncyCastle
![](/files/attmgn/2024/7/admin20240722121803034_0.jpg)
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密钥对
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>
/// 生成公私钥
/// </summary>
/// <returns></returns>
private AsymmetricCipherKeyPair GenerateSM2KeyPair()
{
// 使用国标曲线参数 "Wapi" 被GMNamedCurves定义 (SM2标准曲线)
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)
{
// 将Base64格式公钥转换回ECPublicKeyParameters
var restoredPublicKey = RestorePublicKeyFromBase64(File.ReadAllText("./public.dat"));
byte[] cipherText = Encrypt(txt1.Text, restoredPublicKey);
txt2.Text = Convert.ToBase64String(cipherText);
}
/// <summary>
/// 还原公钥
/// </summary>
/// <param name="base64PublicKey"></param>
/// <returns></returns>
private ECPublicKeyParameters RestorePublicKeyFromBase64(string base64PublicKey)
{
// 将Base64格式的公钥字符串转换为字节数组
byte[] publicKeyBytes = Convert.FromBase64String(base64PublicKey);
// 获取SM2曲线参数,这里使用sm2p256v1曲线
X9ECParameters sm2Params = GMNamedCurves.GetByName("sm2p256v1");
// 创建ECDomainParameters对象,包含曲线的一些基本参数,如曲线、生成元G、阶N和系数H
var ecParams = new ECDomainParameters(sm2Params.Curve, sm2Params.G, sm2Params.N, sm2Params.H);
// 使用曲线参数解码公钥字节数组,将其转换为ECPoint
var q = sm2Params.Curve.DecodePoint(publicKeyBytes);
// 根据解码后的ECPoint和ECDomainParameters创建ECPublicKeyParameters对象
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>
/// 还私公钥
/// </summary>
/// <param name="base64PrivateKey"></param>
/// <returns></returns>
private ECPrivateKeyParameters RestorePrivateKeyFromBase64(string base64PrivateKey)
{
// 将Base64格式的私钥字符串转换为字节数组
byte[] privateKeyBytes = Convert.FromBase64String(base64PrivateKey);
// 使用BigInteger构造函数将字节数组转换为无符号大整数,这将表示我们的私钥
BigInteger d = new BigInteger(1, privateKeyBytes);
// 获取SM2曲线参数,这里使用sm2p256v1曲线
X9ECParameters sm2Params = GMNamedCurves.GetByName("sm2p256v1");
// 创建ECDomainParameters对象,包含曲线的一些基本参数,如曲线、生成元G、阶N和系数H
var ecParams = new ECDomainParameters(sm2Params.Curve, sm2Params.G, sm2Params.N, sm2Params.H);
// 根据无符号大整数和ECDomainParameters创建ECPrivateKeyParameters对象,表示私钥
return new ECPrivateKeyParameters(d, ecParams);
}
}
}
![](/files/attmgn/2024/7/admin20240722121803291_1.jpg)
代码说明
生成密钥对:使用GenerateSM2KeyPair
方法生成SM2密钥对。
加密:用公钥加密明文,返回密文。
解密:用私钥解密密文,返回明文。
小结
本文介绍了SM2算法的基本特点、应用场景,并提供了一个完整的C#示例代码。通过BouncyCastle库,开发者可以方便地在C#应用程序中实现SM2加密和解密操作。
SM2作为中国国家密码标准,在确保信息安全传输方面起到了至关重要的作用。在未来的应用中,SM2有望在更多领域中发挥更大的作用。
该文章在 2024/7/22 12:18:38 编辑过