java实现国密算法SM3摘要加密

在实现之前先了解下国际算法与国密算法分类

国密算法

国密即国家密码局认定的国产密码算法主要有SM1，SM2，SM3，SM4。密钥长度和分组长度均为128位。 SM1 为对称加密。其加密强度与AES相当。该算法不公开，调用该算法时，需要通过加密芯片的接口进行调用。 SM2为非对称加密，基于ECC。该算法已公开。由于该算法基于ECC，故其签名速度与秘钥生成速度都快于RSA。ECC 256位（SM2采用的就是ECC 256位的一种）安全强度比RSA 2048位高，但运算速度快于RSA。 国家密码管理局公布的公钥算法，其加密强度为256位 SM3 消息摘要。可以用MD5作为对比理解。该算法已公开。校验结果为256位。 SM4 无线局域网标准的分组数据算法。对称加密，密钥长度和分组长度均为128位。

由于SM1、SM4加解密的分组大小为128bit，故对消息进行加解密时，若消息长度过长，需要进行分组，要消息长度不足，则要进行填充。

国际算法与国密算法分类

分组密码算法(DES和SM4)、将明文数据按固定长度进行分组，然后在同一密钥控制下逐组进行加密，

公钥密码算法(RSA和SM2)、公开加密算法本身和公开公钥，保存私钥

摘要算法(SM3 md5) 这个都比较熟悉，用于数字签名，消息认证，数据完整性，但是sm3安全度比md5高

总得来说国密算法的安全度比较高，2010年12月推出，也是国家安全战略，现在银行都要要求国际算法改造，要把国际算法都给去掉

java实现国密SM3摘要加密

1，导入依赖

这里实现选择hutool(里面包含org.bouncycastle.bcprov包)

        <!--hutool工具-->
        <dependency>
            <groupId>cn.hutool</groupId>
            <artifactId>hutool-all</artifactId>
            <version>5.7.15</version>
        </dependency>

2，Sm3Util

package com.suwell.plss.framework.common.utils;


import cn.hutool.core.collection.CollectionUtil;
import cn.hutool.crypto.SmUtil;
import com.alibaba.fastjson2.JSONObject;
import com.suwell.plss.framework.common.exception.BizException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Objects;
import java.util.Set;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * @author :shuai.liu
 * @date : 2023/11/13
 */
@Slf4j
@Component
public class Sm3Util {

    private static Integer httpCheckSignTimeOut = 1000;//请求签名有效时间 默认1分钟

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Sm3Util sm3Util = new Sm3Util();
        Map<String, Object> map1 = new HashMap<>();

        map1.put("username",
                "aaa");
        map1.put("password", "bbb");

        Map<String, Object> map2 = new HashMap<>();
        map2.put("password",
                "bbb");
        map2.put("username", "aaa");

        Map<String, Object> map3 = new HashMap<>();
        map3.put("password",
                new JSONObject(map1));
        map3.put("username", "aaa");

        Map<String, Object> map4 = new HashMap<>();
        map4.put("username", "aaa");
        map4.put("password",
                new JSONObject(map1));

		
        String secret_key= "dc59c5c57a8a6741d7abc6bc916aaac00d9adc59a5ee985c3931d4189c5d39d69687adfc2a63cd236700196980e1a17cdd7c3b47dc01493c50ccca6ca0128f1a";
        String signValue = sm3Util.getSignValue(new JSONObject()) + "&privateKey=" + secret_key;
        String sign = sm3Util.getSign(signValue);
        System.out.println(System.currentTimeMillis());
        System.out.println(sign);//657df9ce9679451adf7b4112535c388e71c261d85233f75bf3da0055f6062281
        System.out.println(sm3Util.checkSign(sign, new JSONObject(), sk, System.currentTimeMillis()));


    }

    /**
     * 获取实体类拼成的加密字段
     *
     * @param checkSign 前端传入的签名（从请求报文头获取）
     * @param signModel 查询的DTO模型类
     * @param privateKey 签名加密私钥
     * @param timestamp 时间戳（从请求报文头获取）
     * @return 比对结果
     */
    public boolean checkSign(String checkSign, JSONObject signModel, String privateKey, Long timestamp)
            throws Exception {
        Long thisTime = System.currentTimeMillis() - timestamp;
        Integer checkSignTimeOut = httpCheckSignTimeOut;
        if (!(Objects.isNull(checkSignTimeOut) || checkSignTimeOut.intValue() == 0)) {
            //时间为0或者未配置签名超时时间，默认不验证时间戳
            if (thisTime >= 60 * 1000 * checkSignTimeOut || thisTime < 0) {
                //checkSignTimeOut分钟内的时间戳才处理
                log.error("时间戳异常,非" + checkSignTimeOut + "分钟内请求,当前时间戳:" + System.currentTimeMillis());
            }
        }
        String signValue = getSignValue(signModel) + "&privateKey=" + privateKey;
        String sign = getSign(signValue);
        return sign.toUpperCase().equals(checkSign.toUpperCase()) ? true : false;
    }

    /**
     * 加密签名
     *
     * @param signValue 待加密签名字符串
     * @return 加密后签名字符串
     */
    public String getSign(String signValue) {
        return SmUtil.sm3(signValue);
    }

    /**
     * 获取实体类拼成的加密字段
     *
     * @param json 传入参数
     * @return 待加密字符串
     */
    public String getSignValue(JSONObject json) {
        if (CollectionUtil.isEmpty(json)) {
            log.info("传入参数为空");
            return "";
        }
		//这里如果存在对象属性value值也是个对象时，对子级对象属性也要进行排序
        String result = getSignJson(json).toString();
        log.info("【签名信息】{}", result);
        return result;
    }

    private JSONObject getSignJson(JSONObject json) {
        Set<String> keys = json.keySet();
        JSONObject object = new JSONObject();
        keys.stream().sorted().forEach(k -> {
            if (json.get(k) instanceof JSONObject) {
                JSONObject signJson = getSignJson((JSONObject) json.get(k));
                object.put(k, signJson);
            } else {
                object.put(k, json.get(k));
            }
        });
        return object;
    }

    
}