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C# 实现国密SM4/ECB/PKCS7Padding对称加密解密

news 2025/7/20 13:01:44

C# 实现国密SM4/ECB/PKCS7Padding对称加密解密，为了演示方便本问使用的是Visual Studio 2022 来构建代码的

1、新建项目，之后选择项目鼠标右键选择管理NuGet程序包管理，输入 BouncyCastle 回车添加BouncyCastle程序包

2、代码如下：CBC模式

                        byte[] plaintext = Encoding.UTF8.GetBytes("1234567890国abcdefghijklmnopqrstuvwxyz");byte[] keyBytes = Encoding.UTF8.GetBytes("1234567890123456");byte[] iv = Encoding.UTF8.GetBytes("0123456789ABCDEF");// SM4/CBC加密KeyParameter key = ParameterUtilities.CreateKeyParameter("SM4", keyBytes);ParametersWithIV keyParamWithIv = new ParametersWithIV(key, iv);IBufferedCipher inCipher = CipherUtilities.GetCipher("SM4/CBC/PKCS7Padding");inCipher.Init(true, keyParamWithIv);byte[] cipher = inCipher.DoFinal(plaintext);//Console.WriteLine("加密后的密文(hex): {0}", BitConverter.ToString(cipher, 0).Replace("-", string.Empty));rtbCard.Text = $"加密后的密文: {Convert.ToBase64String(cipher).Replace("-", string.Empty)}";// SM4/CBC解密inCipher.Reset();inCipher.Init(false, key);byte[] bin = inCipher.DoFinal(cipher);string ans = Encoding.UTF8.GetString(bin);//Console.WriteLine("解密后的密文(hex): {0}", Convert.ToBase64String(cipher).Replace("-", string.Empty));//Console.WriteLine("解密明文内容:  {0}\t是否匹配: {1}", ans, Enumerable.SequenceEqual(plaintext, bin));rtbCard.Text = rtbCard.Text + "\r\n" + $"解密明文内容:  {ans}\t是否匹配: {Enumerable.SequenceEqual(plaintext, bin)}";

代码如下：ECB模式

 byte[] plaintext = Encoding.UTF8.GetBytes("1234567890国abcdefghijklmnopqrstuvwxyz");byte[] keyBytes = Encoding.UTF8.GetBytes("1234567890123456");byte[] iv = Encoding.UTF8.GetBytes("0123456789ABCDEF");// SM4/ECB加密KeyParameter key = ParameterUtilities.CreateKeyParameter("SM4", keyBytes);//ParametersWithIV keyParamWithIv = new ParametersWithIV(key, iv);ParametersWithIV keyParamWithIv = new ParametersWithIV(key, iv);//IBufferedCipher inCipher = CipherUtilities.GetCipher("SM4/CBC/PKCS7Padding");IBufferedCipher inCipher = CipherUtilities.GetCipher("SM4/ECB/PKCS7Padding");//inCipher.Init(true, keyParamWithIv);inCipher.Init(true, key);byte[] cipher = inCipher.DoFinal(plaintext);//Console.WriteLine("加密后的密文(hex): {0}", BitConverter.ToString(cipher, 0).Replace("-", string.Empty));rtbCard.Text = $"加密后的密文: {Convert.ToBase64String(cipher).Replace("-", string.Empty)}";// SM4/ECB解密inCipher.Reset();//inCipher.Init(false, keyParamWithIv);inCipher.Init(false, key);byte[] bin = inCipher.DoFinal(cipher);string ans = Encoding.UTF8.GetString(bin);Console.WriteLine("解密后的密文(hex): {0}", Convert.ToBase64String(cipher).Replace("-", string.Empty));Console.WriteLine("解密明文内容:  {0}\t是否匹配: {1}", ans, Enumerable.SequenceEqual(plaintext, bin));rtbCard.Text = rtbCard.Text + "\r\n" + $"解密明文内容:  {ans}\t是否匹配: {Enumerable.SequenceEqual(plaintext, bin)}";

3、运行

4、SM4密码算法是一个分组算法。数据分组长度为128比特，密钥长度为128 比特。加密算法采用32 轮迭代结构，每轮使用一个轮密钥。我们在实现可用data字节的形式，即秘钥Data为16位，加密数据Data需为16的整数倍，这两点很重要。

1、ECB模式

观察第一块，和第三块，皆为明文块0，相同的输入产生相同的输出

2、CBC模式

CBC（密文分组链接方式），它的实现机制使加密的各段数据之间有了联系。

也是按照data 16位来分组，第一组数据与初始化向量IV异或后的结果进行加密，密得到第一组密文C1（初始化向量I为全零），第二组数据与第一组的加密结果C1异或以后的结果进行加密，得到第二组密文C2...... 最后C1C2C3......Cn即为加密结果。此种方法安全性高，但是不利于并行计算，有误差传递，需要初始化向量IV。