C# 基于BouncyCastle.Crypto 1.8.10 实现国密算法，SM2，SM3，SM4（加签解签，加密解密）

在本文中，我们将深入探讨如何在C#环境中利用BouncyCastle.Crypto库1.8.10版本实现中国的国家标准密码算法，包括SM2、SM3和SM4。这些算法在中国的网络安全和数据保护中扮演着关键角色，为本地化安全应用提供了强大的支持。 让我们了解这三个国密算法的基本概念： 1. **SM2算法**：SM2是一种基于椭圆曲线密码学（ECC）的公钥加密算法，用于数字签名和加密。它提供了一种高效且安全的身份验证和数据保护方式。 2. **SM3算法**：SM3是一种密码散列函数，类似于SHA-256，可以将任意长度的输入消息压缩为固定长度的摘要，用于数据完整性校验和认证。 3. **SM4算法**：SM4是一种分组密码算法，采用128位的块大小和128位的密钥，适用于对称加密，广泛应用于无线网络通信和存储数据的加密。 接下来，我们将详细介绍如何使用BouncyCastle.Crypto库在C#中实现这些算法： **1. 引入库和配置环境** 在C#项目中，你需要通过NuGet包管理器或手动添加引用来引入BouncyCastle库。确保安装的是1.8.10版本。 ```csharp using Org.BouncyCastle.Crypto; using Org.BouncyCastle.Crypto.Parameters; using Org.BouncyCastle.Security; ``` **2. 实现SM2加签与解签** SM2的签名和验证涉及到椭圆曲线操作。你需要创建一个私钥参数对象，然后使用`AsymmetricCipherKeyPairGenerator`生成密钥对，接着使用`SignerUtilities`进行签名和验证。 ```csharp // 生成密钥对 AsymmetricCipherKeyPairGenerator keyGen = GeneratorUtilities.GetKeyPairGenerator("EC"); keyGen.Init(new ECKeyGenerationParameters(curve, new SecureRandom())); AsymmetricCipherKeyPair keyPair = keyGen.GenerateKeyPair(); // 签名 ISigner signer = SignerUtilities.GetSigner("SM2WithSM3"); signer.Init(true, keyPair.Private); signer.Update(message, 0, message.Length); byte[] signature = signer.GenerateSignature(); // 验证签名 signer.Init(false, keyPair.Public); signer.Update(message, 0, message.Length); bool isValid = signer.VerifySignature(signature); ``` **3. 实现SM3哈希计算** 对于SM3，你可以创建一个`Digest`对象并使用`Update`方法处理输入数据，最后调用`DoFinal`获取哈希值。 ```csharp IDigest sm3Digest = new Sm3Digest(); sm3Digest.Update(message, 0, message.Length); byte[] hash = new byte[sm3Digest.GetDigestSize()]; sm3Digest.DoFinal(hash, 0); ``` **4. 实现SM4加密解密** SM4算法支持CBC、CFB、OFB、ECB等模式，这里以CBC模式为例。 ```csharp ICipherParameters keyParams = new KeyParameter(key); ICipherParameters ivParams = new ParametersWithIV(keyParams, iv); ICbcBlockCipher cipher = new CbcBlockCipher(new Sm4Engine()); cipher.Init(true, keyParams, ivParams); // 加密 byte[] encrypted = new byte[cipher.GetOutputSize(message.Length)]; int len = cipher.ProcessBytes(message, 0, message.Length, encrypted, 0); cipher.DoFinal(encrypted, len); cipher.Init(false, keyParams, ivParams); // 解密 byte[] decrypted = new byte[cipher.GetOutputSize(encrypted.Length)]; len = cipher.ProcessBytes(encrypted, 0, encrypted.Length, decrypted, 0); cipher.DoFinal(decrypted, len); ``` 以上就是C#中使用BouncyCastle.Crypto库1.8.10实现国密算法SM2、SM3和SM4的基本步骤。在实际项目中，你可能需要根据具体需求进行更复杂的错误处理、密钥管理以及安全性优化。通过ConsoleApp3这个项目，你可以进一步探索和实践这些代码示例，从而掌握国密算法在C#环境下的应用。