解决对接JAVA SM2加密遇到的坑
遇到有接口需要使用国密的SM2算法,对方使用的是JAVA,我们使用的是go,原以为都是标准算法不会有什么大问题,结果巨坑无法..
对方使用的加密模块,SM2.java和SM2KeyPairs.java,不知道最初是谁开发的,网上貌似很多都是这个版本的实现,但是和go的交互总是有问题,用这个java模块加密的,go里面怎么也无法正确解密。仔细核对之后发现,这个java模块有几个地方并不符合GB/T32891的标准。
SM2加密的流程
SM2使用的椭圆曲线基点记为G,私钥为整数d,公钥为P=dG.,这里K、G为椭圆曲线上的点,d为正整数
选择随机整数k,计算C1=kG,C4=kP
以点C4的X/Y两坐标为参数,计算一组字节流T,与明文进行异或运算,结果为C2
已C1和明文组合,用SM3算法计算哈希值C3
将C1、C2、C3组合为加密后的密文
这里只要得到C4,便能进行解密,而C4=kP=kdP=dkP=d(kC)=dC1。而C1是密文的一部分,所以有了私钥d便可以进行解密。
这里的P、G、C1、C4是椭圆曲线上的点,点的乘法只具有几何意义上,并非2X3=6的算术运算。
SM2java模块与标准差异
1.加密密文的组合
加密后的密文,标准为C1||C3||C2,C3位SM3哈系值,而这个库中结果为C1||C2||C3。
2.JavaBigInteger的最高位为1时编码错误
Java中,BigInteger的最高位为1时,toByteArray()得到的字节数组会多一位,在前面多了一个为0的字节,应该是要表示为正数。导致运算结果和其他语言的不一致。
3.计算T时的差异
计算T时,需要用点C4的X坐标和Y坐标组合进行,这个库里直接调用bouncycastle库里,ECPoint类的getEncoded()的方法,得到的结果是在字节流里加了一个字节(0x4),实际是不需要的,导致计算的字节流T有差异
4.取点的X/Y坐标时没有正则化
java的bouncycastle库里,在椭圆曲线的计算中,使用了X/Y/Z三个坐标,而其他的实现可能是没有Z坐标的,所以调用点的坐标的时候,应该调用normalize()方法正则化后使用,这时Z坐标是1。
而在这个库中,并没有进行正则化的操作,导致加密结果无法与其他程序进行交互,除非对方也使用的bouncycastle库,可实现方式与其类似。
补充知识:SM2数字签名算法java实现
给出我的SM2数字签名算法代码Java实现,所属文件SM2Signer.java
@Override publicBigInteger[]generateSignature(byte[]message){ ECDomainParametersec=key.getParameters(); BigIntegern=ec.getN();//阶n ECPointG=ec.getG();//基点G BigIntegerr,s; //获取私钥d BigIntegerd=((ECPrivateKeyParameters)key).getD(); ECMultiplierbasePointMultiplier=createBasePointMultiplier(); //初始化随机数生成器 if(kCalculator.isDeterministic()){ kCalculator.init(n,d,message); }else{ kCalculator.init(n,random); } do{//计算s BigIntegerk; BigIntegere; BigIntegertmp; BigIntegertmp2; do{//计算r,参照GM/T0003.2-20126.1 k=kCalculator.nextK(); ECPointp=basePointMultiplier.multiply(G,k).normalize(); e=org.bouncycastle.util.BigIntegers.fromUnsignedByteArray(message); //r=(e+x)modn r=p.getAffineXCoord().toBigInteger().add(e).mod(n); }while(r.equals(ZERO)||r.add(k).equals(n)); //tmp=(1+d).inverse tmp=d.add(ONE).modInverse(n); //tmp2=k-r*d tmp2=k.subtract(r.multiply(d)); s=tmp.multiply(tmp2).mod(n); }while(s.equals(ZERO)); returnnewBigInteger[]{r,s}; }
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