Java私钥SM2加签与验签

概述

在信息安全领域，数字签名是一种验证数据完整性和真实性的方式。私钥SM2加签就是使用SM2非对称加密算法对数据进行加密并生成数字签名，而公钥SM2验签则是验证数字签名的有效性。

本文将介绍如何使用Java编写私钥SM2加签和公钥SM2验签的代码示例，帮助读者了解和使用这一加密技术。

SM2非对称加密算法

SM2（国密算法）是中国自主设计的一种非对称加密算法，具有高度安全性和效率。它基于椭圆曲线密码算法（Elliptic Curve Cryptography, ECC），使用非对称密钥对进行加密。

SM2算法通过生成一对密钥，分别是私钥和公钥。私钥用于加签，公钥用于验签。私钥只有拥有者知道，公钥可以公开给任何人。

SM2加签

生成私钥对

首先，我们需要生成一对私钥和公钥。下面是生成私钥对的代码示例：

import org.bouncycastle.crypto.AsymmetricCipherKeyPair;
import org.bouncycastle.crypto.generators.ECKeyPairGenerator;
import org.bouncycastle.crypto.params.ECKeyGenerationParameters;
import org.bouncycastle.crypto.params.ECPrivateKeyParameters;
import org.bouncycastle.crypto.params.ECPublicKeyParameters;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;

import java.security.Security;
import java.util.Base64;

public class SM2KeyGenerator {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());

        ECKeyPairGenerator gen = new ECKeyPairGenerator();
        gen.init(new ECKeyGenerationParameters(SM2Util.DOMAIN_PARAMS, SM2Util.DEFAULT_SECURE_RANDOM));

        AsymmetricCipherKeyPair keyPair = gen.generateKeyPair();
        ECPrivateKeyParameters privateKeyParams = (ECPrivateKeyParameters) keyPair.getPrivate();
        ECPublicKeyParameters publicKeyParams = (ECPublicKeyParameters) keyPair.getPublic();

        String privateKey = Base64.getEncoder().encodeToString(privateKeyParams.getD().toByteArray());
        String publicKey = Base64.getEncoder().encodeToString(publicKeyParams.getQ().getEncoded(false));

        System.out.println("Private Key: " + privateKey);
        System.out.println("Public Key: " + publicKey);
    }
}

上述代码使用了BouncyCastle库来提供SM2算法的实现。首先，我们需要添加BouncyCastle作为Java的安全提供者。然后，我们使用ECKeyPairGenerator生成密钥对，并将其编码为Base64字符串。最后，我们打印出生成的私钥和公钥。

加签数据

接下来，我们需要使用私钥对数据进行加签。下面是一个使用私钥SM2加签的代码示例：

import org.bouncycastle.crypto.CipherParameters;
import org.bouncycastle.crypto.digests.SM3Digest;
import org.bouncycastle.crypto.params.ECPrivateKeyParameters;
import org.bouncycastle.crypto.params.ParametersWithID;
import org.bouncycastle.crypto.signers.SM2Signer;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;

import java.security.Security;
import java.util.Base64;

public class SM2SignerExample {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());

        String privateKey = ""; // 私钥，从上一步生成的结果中获取
        String data = "Hello World!"; // 要加签的数据

        ECPrivateKeyParameters privateKeyParams = new ECPrivateKeyParameters(SM2Util.decodePrivateKey(privateKey), SM2Util.DOMAIN_PARAMS);
        ParametersWithID privateKeyParamsWithID = new ParametersWithID(privateKeyParams, new byte[0]); // 签名者的ID可以为空

        SM2Signer signer = new SM2Signer(new SM3Digest());
        signer.init(true, privateKeyParamsWithID);

        byte[] dataBytes = data.getBytes("UTF-8");
        signer.update(dataBytes, 0, dataBytes.length);

        byte[] signature = signer.generateSignature();

        String base64Signature = Base64.getEncoder().encodeToString(signature);
        System.out.println("Signature: " + base64Signature);
    }
}

上述代码中，我们首先需要将之前生成的私钥进行Base64解码，并加载到ECPrivateKeyParameters中。然后，我们使用SM2Signer进行加签操作。最后，我们将加签结果编码为Base64字符串