C# SM2

article/2025/8/20 19:44:32

 Cipher

using Org.BouncyCastle.Crypto;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Digests;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters;
using Org.BouncyCastle.Math;
using Org.BouncyCastle.Math.EC;namespace SM2Test
{/// <summary>/// 密码计算/// </summary>public class Cipher{private int ct = 1;/// <summary>/// 椭圆曲线E上点P2/// </summary>private ECPoint p2;private SM3Digest sm3keybase;private SM3Digest sm3c3;private readonly byte[] key = new byte[32];private byte keyOff = 0;public Cipher(){}private void Reset(){sm3keybase = new SM3Digest();sm3c3 = new SM3Digest();byte[] p;p = p2.Normalize().XCoord.ToBigInteger().ToByteArray();sm3keybase.BlockUpdate(p, 0, p.Length);sm3c3.BlockUpdate(p, 0, p.Length);p = p2.Normalize().YCoord.ToBigInteger().ToByteArray();sm3keybase.BlockUpdate(p, 0, p.Length);ct = 1;NextKey();}private void NextKey(){SM3Digest sm3keycur = new SM3Digest(sm3keybase);sm3keycur.Update((byte)(ct >> 24 & 0x00ff));sm3keycur.Update((byte)(ct >> 16 & 0x00ff));sm3keycur.Update((byte)(ct >> 8 & 0x00ff));sm3keycur.Update((byte)(ct & 0x00ff));sm3keycur.DoFinal(key, 0);keyOff = 0;ct++;}public virtual ECPoint InitEnc(SM2 sm2, ECPoint userKey){AsymmetricCipherKeyPair key = sm2.EccKeyPairGenerator.GenerateKeyPair();ECPrivateKeyParameters ecpriv = (ECPrivateKeyParameters)key.Private;ECPublicKeyParameters ecpub = (ECPublicKeyParameters)key.Public;BigInteger k = ecpriv.D;ECPoint c1 = ecpub.Q;p2 = userKey.Multiply(k);Reset();return c1;}public virtual void Encrypt(byte[] data){//p2.Normalize();sm3c3.BlockUpdate(data, 0, data.Length);for (int i = 0; i < data.Length; i++){if (keyOff == key.Length)NextKey();data[i] ^= key[keyOff++];}}public virtual void InitDec(BigInteger userD, ECPoint c1){p2 = c1.Multiply(userD);Reset();}public virtual void Decrypt(byte[] data){for (int i = 0; i < data.Length; i++){if (keyOff == key.Length)NextKey();data[i] ^= key[keyOff++];}sm3c3.BlockUpdate(data, 0, data.Length);}public virtual void Dofinal(byte[] c3){byte[] p = p2.Normalize().YCoord.ToBigInteger().ToByteArray();sm3c3.BlockUpdate(p, 0, p.Length);sm3c3.DoFinal(c3, 0);Reset();}}
}

SM2

using Org.BouncyCastle.Crypto.Digests;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Generators;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters;
using Org.BouncyCastle.Math;
using Org.BouncyCastle.Math.EC;
using Org.BouncyCastle.Security;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;namespace SM2Test
{/// <summary>/// 加密处理中心/// </summary>public class SM2{public static SM2 Instance{get{return new SM2();}}public static SM2 InstanceTest{get{return new SM2();}}#region 曲线参数/// <summary>/// 曲线参数/// </summary>public static readonly string[] CurveParameter = {"FFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFF",// p,0"FFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00000000FFFFFFFFFFFFFFFC",// a,1"28E9FA9E9D9F5E344D5A9E4BCF6509A7F39789F515AB8F92DDBCBD414D940E93",// b,2"FFFFFFFEFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF7203DF6B21C6052B53BBF40939D54123",// n,3"32C4AE2C1F1981195F9904466A39C9948FE30BBFF2660BE1715A4589334C74C7",// gx,4"BC3736A2F4F6779C59BDCEE36B692153D0A9877CC62A474002DF32E52139F0A0" // gy,5};/// <summary>/// 椭圆曲线参数/// </summary>public string[] EccParam = CurveParameter;/// <summary>/// 椭圆曲线参数P/// </summary>public readonly BigInteger EccP;/// <summary>/// 椭圆曲线参数A/// </summary>public readonly BigInteger EccA;/// <summary>/// 椭圆曲线参数B/// </summary>public readonly BigInteger EccB;/// <summary>/// 椭圆曲线参数N/// </summary>public readonly BigInteger EccN;/// <summary>/// 椭圆曲线参数Gx/// </summary>public readonly BigInteger EccGx;/// <summary>/// 椭圆曲线参数Gy/// </summary>public readonly BigInteger EccGy;#endregion/// <summary>/// 椭圆曲线/// </summary>public readonly ECCurve EccCurve;/// <summary>/// 椭圆曲线的点G/// </summary>public readonly ECPoint EccPointG;/// <summary>/// 椭圆曲线 bc规范/// </summary>public readonly ECDomainParameters EccBcSpec;/// <summary>/// 椭圆曲线密钥对生成器/// </summary>public readonly ECKeyPairGenerator EccKeyPairGenerator;private SM2(){EccParam = CurveParameter;EccP = new BigInteger(EccParam[0], 16);EccA = new BigInteger(EccParam[1], 16);EccB = new BigInteger(EccParam[2], 16);EccN = new BigInteger(EccParam[3], 16);EccGx = new BigInteger(EccParam[4], 16);EccGy = new BigInteger(EccParam[5], 16);ECFieldElement ecc_gx_fieldelement = new FpFieldElement(EccP, EccGx);ECFieldElement ecc_gy_fieldelement = new FpFieldElement(EccP, EccGy);EccCurve = new FpCurve(EccP, EccA, EccB);EccPointG = new FpPoint(EccCurve, ecc_gx_fieldelement, ecc_gy_fieldelement);EccBcSpec = new ECDomainParameters(EccCurve, EccPointG, EccN);ECKeyGenerationParameters ecc_ecgenparam;ecc_ecgenparam = new ECKeyGenerationParameters(EccBcSpec, new SecureRandom());EccKeyPairGenerator = new ECKeyPairGenerator();EccKeyPairGenerator.Init(ecc_ecgenparam);}/// <summary>/// 获取杂凑值H/// </summary>/// <param name="z">Z值</param>/// <param name="data">待签名消息</param>/// <returns></returns>public virtual byte[] Sm2GetH(byte[] z, byte[] data){SM3Digest sm3 = new SM3Digest();//Zsm3.BlockUpdate(z, 0, z.Length);//待签名消息sm3.BlockUpdate(data, 0, data.Length);// Hbyte[] md = new byte[sm3.GetDigestSize()];sm3.DoFinal(md, 0);return md;}/// <summary>/// 获取Z值/// Z=SM3(ENTL∣∣userId∣∣a∣∣b∣∣gx∣∣gy ∣∣x∣∣y) /// </summary>/// <param name="userId">签名方的用户身份标识</param>/// <param name="userKey">签名方公钥</param>/// <returns></returns>public virtual byte[] Sm2GetZ(byte[] userId, ECPoint userKey){SM3Digest sm3 = new SM3Digest();byte[] p;// ENTL由2个字节标识的ID的比特长度 int len = userId.Length * 8;sm3.Update((byte)(len >> 8 & 0x00ff));sm3.Update((byte)(len & 0x00ff));// userId用户身份标识IDsm3.BlockUpdate(userId, 0, userId.Length);// a,b为系统曲线参数；p = EccA.ToByteArray();sm3.BlockUpdate(p, 0, p.Length);p = EccB.ToByteArray();sm3.BlockUpdate(p, 0, p.Length);//  gx、gy为基点p = EccGx.ToByteArray();sm3.BlockUpdate(p, 0, p.Length);p = EccGy.ToByteArray();sm3.BlockUpdate(p, 0, p.Length);// x,y用户的公钥的X和Yp = userKey.Normalize().XCoord.ToBigInteger().ToByteArray();sm3.BlockUpdate(p, 0, p.Length);p = userKey.Normalize().YCoord.ToBigInteger().ToByteArray();sm3.BlockUpdate(p, 0, p.Length);// Zbyte[] md = new byte[sm3.GetDigestSize()];sm3.DoFinal(md, 0);return md;}}}

SM2Utils

using Org.BouncyCastle.Crypto;
using Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters;
using Org.BouncyCastle.Math;
using Org.BouncyCastle.Math.EC;
using Org.BouncyCastle.Utilities.Encoders;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;namespace SM2Test
{class SM2Utils{public static void GenerateKeyPair(out ECPoint publicKey, out BigInteger privateKey){SM2 sm2 = SM2.Instance;AsymmetricCipherKeyPair key = sm2.EccKeyPairGenerator.GenerateKeyPair();ECPrivateKeyParameters ecpriv = (ECPrivateKeyParameters)key.Private;ECPublicKeyParameters ecpub = (ECPublicKeyParameters)key.Public;privateKey = ecpriv.D;publicKey = ecpub.Q;}public static String Encrypt(byte[] publicKey, byte[] data){if (null == publicKey || publicKey.Length == 0){return null;}if (data == null || data.Length == 0){return null;}byte[] source = new byte[data.Length];Array.Copy(data, 0, source, 0, data.Length);Cipher cipher = new Cipher();SM2 sm2 = SM2.Instance;ECPoint userKey = sm2.EccCurve.DecodePoint(publicKey);ECPoint c1 = cipher.InitEnc(sm2, userKey);cipher.Encrypt(source);byte[] c3 = new byte[32];cipher.Dofinal(c3);String sc1 = Encoding.Default.GetString(Hex.Encode(c1.GetEncoded()));String sc2 = Encoding.Default.GetString(Hex.Encode(source));String sc3 = Encoding.Default.GetString(Hex.Encode(c3));return (sc1 + sc2 + sc3).ToUpper();}public static byte[] Decrypt(byte[] privateKey, byte[] encryptedData){if (null == privateKey || privateKey.Length == 0){return null;}if (encryptedData == null || encryptedData.Length == 0){return null;}String data = Encoding.Default.GetString(Hex.Encode(encryptedData));byte[] c1Bytes = Hex.Decode(Encoding.Default.GetBytes(data.Substring(0, 130)));int c2Len = encryptedData.Length - 97;byte[] c2 = Hex.Decode(Encoding.Default.GetBytes(data.Substring(130, 2 * c2Len)));byte[] c3 = Hex.Decode(Encoding.Default.GetBytes(data.Substring(130 + 2 * c2Len, 64)));SM2 sm2 = SM2.Instance;BigInteger userD = new BigInteger(1, privateKey);ECPoint c1 = sm2.EccCurve.DecodePoint(c1Bytes);Cipher cipher = new Cipher();cipher.InitDec(userD, c1);cipher.Decrypt(c2);cipher.Dofinal(c3);return c2;}}
}

调用

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using Org.BouncyCastle.Utilities.Encoders;
using Org.BouncyCastle.Math.EC;
using Org.BouncyCastle.Math;namespace SM2Test
{public partial class Form1 : Form{public Form1(){InitializeComponent();}/// <summary>/// 获取公钥私钥 加密 解密/// </summary>/// <param name="sender"></param>/// <param name="e"></param>private void button1_Click(object sender, EventArgs e){ECPoint publicKey=null;BigInteger privateKey=null;SM2Utils.GenerateKeyPair(out publicKey, out privateKey);System.Console.Out.WriteLine("公钥: " + Encoding.Default.GetString(Hex.Encode(publicKey.GetEncoded())).ToUpper());System.Console.Out.WriteLine("私钥: " + Encoding.Default.GetString(Hex.Encode(privateKey.ToByteArray())).ToUpper());String plainText = "lxw测试";byte[] sourceData = Encoding.Default.GetBytes(plainText);//下面的秘钥可以使用generateKeyPair()生成的秘钥内容  //国密规范正式私钥  String prik = "00971C650DB6F5B690C12F6D3651CAD3F6BB2DA9D67F29CA9AF4BAF84A6F2EF5FA";//国密规范正式公钥  String pubk = "047DBFC88D4853D95D9BAD8489C2D77ED6EF012FD80853AA7549CA0857380FD217D323057F551BE49305D1A71AA190767288E3254377CD4970E0DE9CFBA7248E4E";System.Console.Out.WriteLine("加密: ");String cipherText = SM2Utils.Encrypt(Hex.Decode(pubk), sourceData);System.Console.Out.WriteLine(cipherText);System.Console.Out.WriteLine("解密: ");plainText = Encoding.Default.GetString(SM2Utils.Decrypt(Hex.Decode(prik), Hex.Decode(cipherText)));System.Console.Out.WriteLine(plainText);Console.ReadLine();}/// <summary>/// 加密/// </summary>/// <param name="sender"></param>/// <param name="e"></param>private void button2_Click(object sender, EventArgs e){String plainText = "lxw测试";String pubk = "047DBFC88D4853D95D9BAD8489C2D77ED6EF012FD80853AA7549CA0857380FD217D323057F551BE49305D1A71AA190767288E3254377CD4970E0DE9CFBA7248E4E";byte[] sourceData = Encoding.Default.GetBytes(plainText);System.Console.Out.WriteLine("加密: ");String cipherText = SM2Utils.Encrypt(Hex.Decode(pubk), sourceData);System.Console.Out.WriteLine(cipherText);System.Console.Out.WriteLine(cipherText.Length);}/// <summary>/// 解密/// </summary>/// <param name="sender"></param>/// <param name="e"></param>private void button3_Click(object sender, EventArgs e){String cipherText = "04214B8588CFBADBF06DB82D82FD7FE8BF1C28B583D7646F4D65810F1094B564B5F865BDC8AF6B7BE004ADF46DFFF501520EA3D7C9F161214FFAF8B45AE25C151BFC43B409675FC56FFCAD6A9209525FB694ED00BAB366437A1AA353D48F5FF627DCD9F3041A78EF";//国密规范正式私钥  String prik = "00971C650DB6F5B690C12F6D3651CAD3F6BB2DA9D67F29CA9AF4BAF84A6F2EF5FA";//国密规范正式公钥  String pubk = "047DBFC88D4853D95D9BAD8489C2D77ED6EF012FD80853AA7549CA0857380FD217D323057F551BE49305D1A71AA190767288E3254377CD4970E0DE9CFBA7248E4E";System.Console.Out.WriteLine("解密: ");String plainText = Encoding.Default.GetString(SM2Utils.Decrypt(Hex.Decode(prik), Hex.Decode(cipherText)));System.Console.Out.WriteLine(plainText);}}
}

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