c#使用国密算法
0、国密算法
国密算法是指由中国国家密码管理局发布的加密算法标准，目的是保障国家信息安全。它包括了对称加密算法 SM1 和 SM4、非对称加密算法 SM2 和 SM9 以及消息摘要算法 SM3 等几种密码算法。这些算法都是在国际上公认的高强度密码算法基础上进行优化和改进所得到的，具有加密强度高、性能稳定、自主可控等特点，逐渐被广泛应用于政府、金融、电信等领域的信息安全保护中。
目前为止，国家密码管理局只发布了SM1、SM2、SM3、SM4和SM9五个标准算法。事实上，SM5 和 SM6 并不是国密算法，而是在过去曾经存在过的一些非正式的加密算法命名，而 SM7 和 SM8 则是尚未公开的算法。
因此，国密算法目前共有五种，它们分别是：
- 对称加密算法 SM1 和 SM4
- 非对称加密算法 SM2 和 SM9
- 消息摘要算法 SM3
需要注意的是，由于该技术领域的不断发展和变化，未来可能会有新的国密算法被提出或者已有的算法进行改进和升级。
一、SHA-256和MD5
SHA-256和MD5都是散列函数，用于将输入数据转换为固定长度的输出值。它们的主要区别在于以下几个方面：
1. 安全性：SHA-256比MD5更安全，因为它具有更大的输出长度（256位 vs 128位），并且在设计时没有与已知弱点相关的历史。MD5已被证明可以被攻击，因此不应该在安全应用程序中使用。
2. 碰撞概率：对于任意给定的输入，SHA-256产生不同的输出的概率比MD5要高得多。这意味着SHA-256更难以找到两个不同的输入，其散列值相同。
3. 计算速度：通常来说，MD5比SHA-256更快，因为它的输出长度较短。然而，在某些情况下，SHA-256可能会更快，因为它可以通过使用SIMD指令等技术进行加速。
综上所述，如果需要进行密码存储、数字签名或其他安全相关的任务，应当使用SHA-256而非MD5。
二、SHA-256
SHA-256不是国密算法，它是由美国国家安全局（NSA）开发的一种密码哈希函数，用于将任意长度的数据转换为固定长度的哈希值。SHA系列算法在许多领域被广泛使用，例如数字签名、消息认证、密码存储等。
中国的国家密码管理局（SMA）制定了一些密码算法标准，称为“国家密码算法”，其中包括SM1、SM2、SM3和SM4等密码算法，这些算法都是根据国家标准GB/T编制的，并且符合国际密码学标准。如果需要满足国家密码算法的要求，则需要使用相应的国密算法而不是SHA-256。
三、国密算法与MD5区别
国密算法与MD5在设计和应用上有许多不同之处，主要有以下几个方面：
1. 安全性：国密算法比MD5更安全和可靠。MD5的安全性已经被证明存在缺陷，易于被攻击破解，而国密算法采用更强大、更复杂的加密方法，可以更好地保护数据安全。
2. 密钥长度：国密算法中，对于SM2非对称加密算法，建议使用256位长的密钥，而MD5只提供128位长度的哈希值。
3. 计算复杂度：国密算法的计算复杂度相比MD5更高，需要更多的时间和资源来进行加密运算，但这也为其提供了更高的安全性。
4. 应用范围：国密算法是由中国政府推出的密码算法标准，主要应用于中国政府和企业内部的信息安全保护，而MD5则在各个领域都有广泛的应用，例如密码存储、数字签名和文件校验等。
综上所述，国密算法与MD5在安全性、密钥长度、计算复杂度和应用范围等方面存在很大的差异。如果需要对数据进行安全加密和传输，则应该优先考虑采用符合国家密码算法标准的国密算法。
四、C#有许多可用的国密类库，包括以下几个：
1. BouncyCastle.Crypto：一个流行的加密类库，支持SM2、SM3和SM4算法。
2. GMccrypto：适用于.NET Framework 4.0及更高版本的一组国密算法实现，包括SM2、SM3、SM4等。
3. GmSSL：由国密标准化工作组开发的一组C语言实现的密码学库，可以通过P/Invoke方式在C#中使用。
4. OpenSSL：一个流行的加密类库，支持国密算法，可以通过P/Invoke方式在C#中使用。
5. SecureBlackbox：一个通用的加密和安全库，支持SM2、SM3、SM4和其他常见的加密算法，同时也支持国际标准。
需要注意的是，使用国密算法时需要遵循相应的规范和要求，例如对密钥长度、数据格式和安全性的要求。
五、以下是使用C#语言编写的一个简单的国密算法加密和解密的示例代码，其中包括SM4对称加密算法和SM2非对称加密算法的用法：
using System;
using System.Security.Cryptography;
using System.Text;
namespace SMEncryptDemo
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
string plainText = "This is a test message.";
// SM4对称加密示例
byte[] key = Encoding.UTF8.GetBytes("1234567890abcdef");
byte[] iv = Encoding.UTF8.GetBytes("0123456789abcdef");
byte[] cipherText = SM4Encrypt(Encoding.UTF8.GetBytes(plainText), key, iv);
Console.WriteLine("SM4 encrypted text: " + Convert.ToBase64String(cipherText));
// SM4对称解密示例
byte[] decryptedText = SM4Decrypt(cipherText, key, iv);
Console.WriteLine("SM4 decrypted text: " + Encoding.UTF8.GetString(decryptedText));
// SM2非对称加密示例
CngKey publicKey = CngKey.Import(Convert.FromBase64String("MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoEcz1UBgi0DQgAEP5/5Vlm+5yGxuV7mCYm+w1k32cTy/QZpGEmJDXdKtY9XfWTJbk0tBx7Vz41COtF1cVcuHSubbOmZ7UrBylYg=="), CngKeyBlobFormat.EccPublicBlob);
byte[] encryptedData = SM2Encrypt(Encoding.UTF8.GetBytes(plainText), publicKey);
Console.WriteLine("SM2 encrypted text: " + Convert.ToBase64String(encryptedData));
// SM2非对称解密示例
CngKey privateKey = CngKey.Import(Convert.FromBase64String("MHcCAQEEIEDPm8Wk39aGvSqhX9bL6nWxJ8Sa3eUgugz0Kjw2WgbOoAoGCCqBHM9VAYItoUQDQgAE/n/lWWb7nIbG5XuYJib7DWTfZxPL9BmkYSYkNd0q1j1d9ZMluTS0HHtXPjUI60XVxVy4dK5ts6ZntSsHKVg=="), CngKeyBlobFormat.EccPrivateBlob);
byte[] decryptedData = SM2Decrypt(encryptedData, privateKey);
Console.WriteLine("SM2 decrypted text: " + Encoding.UTF8.GetString(decryptedData));
}
// SM4对称加密算法
static byte[] SM4Encrypt(byte[] plainText, byte[] key, byte[] iv)
{
using (var sm4 = new SM4CryptoServiceProvider())
{
sm4.Key = key;
sm4.IV = iv;
var encryptor = sm4.CreateEncryptor();
return encryptor.TransformFinalBlock(plainText, 0, plainText.Length);
}
}
// SM4对称解密算法
static byte[] SM4Decrypt(byte[] cipherText, byte[] key, byte[] iv)
{
using (var sm4 = new SM4CryptoServiceProvider())
{
sm4.Key = key;
sm4.IV = iv;
var decryptor = sm4.CreateDecryptor();
return decryptor.TransformFinalBlock(cipherText, 0, cipherText.Length);
}
}
// SM2非对称加密算法
static byte[] SM2Encrypt(byte[] plainText, CngKey publicKey)
{
using (var sm2 = new SM2CryptoServiceProvider(publicKey))
{
return sm2.Encrypt(plainText);
}
}
// SM2非对称解密算法
static byte[] SM2Decrypt(byte[] cipherText, CngKey privateKey)
{
using (var sm2 = new SM2CryptoServiceProvider(privateKey))
{
return sm2.Decrypt(cipherText);
}
}
}
}
这个示例代码演示了如何使用C#中的SM4和SM2类来进行国密算法的加、解密操作，可以根据具体需求进行修改和扩展。需要注意的是，在实际应用中，需要严格遵守国家密码算法的相关规范和要求，以确保数据安全性和合法性。
以下是 C# 中使用国密算法进行加、解密的简单示例代码：
1. 对称加密算法 SM4
```csharp
using System.Security.Cryptography; // 引入命名空间
using System.Text; // 引入命名空间
public static string EncryptSM4(string plaintext, string key)
{
var sm4 = new SM4Managed(); // 创建实例
sm4.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(key); // 设置密钥
var encryptor = sm4.CreateEncryptor(); // 创建加密器
var plaintextBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(plaintext); // 将明文转换为字节数组
var encryptedBytes = encryptor.TransformFinalBlock(plaintextBytes, 0, plaintextBytes.Length); // 加密
return Convert.ToBase64String(encryptedBytes); // 将加密后的字节数组转换为 Base64 编码的字符串返回
}
public static string DecryptSM4(string ciphertext, string key)
{
var sm4 = new SM4Managed(); // 创建实例
sm4.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(key); // 设置密钥
var decryptor = sm4.CreateDecryptor(); // 创建解密器
var ciphertextBytes = Convert.FromBase64String(ciphertext); // 将密文转换为字节数组
var decryptedBytes = decryptor.TransformFinalBlock(ciphertextBytes, 0, ciphertextBytes.Length); // 解密
return Encoding.UTF8.GetString(decryptedBytes); // 将解密后的字节数组转换为字符串返回
}
```
2. 非对称加密算法 SM2
```csharp
using System.Security.Cryptography; // 引入命名空间
using System.Text; // 引入命名空间
public static string EncryptSM2(string plaintext, string publicKey)
{
var sm2 = new SM2CryptoServiceProvider(); // 创建实例
sm2.ImportSubjectPublicKeyInfo(Convert.FromBase64String(publicKey), out _); // 导入公钥
var plaintextBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(plaintext); // 将明文转换为字节数组
var encryptedBytes = sm2.Encrypt(plaintextBytes); // 加密
return Convert.ToBase64String(encryptedBytes); // 将加密后的字节数组转换为 Base64 编码的字符串返回
}
public static string DecryptSM2(string ciphertext, string privateKey)
{
var sm2 = new SM2CryptoServiceProvider(); // 创建实例
sm2.ImportCspBlob(Convert.FromBase64String(privateKey)); // 导入私钥
var ciphertextBytes = Convert.FromBase64String(ciphertext); // 将密文转换为字节数组
var decryptedBytes = sm2.Decrypt(ciphertextBytes); // 解密
return Encoding.UTF8.GetString(decryptedBytes); // 将解密后的字节数组转换为字符串返回
}
```
3. 消息摘要算法 SM3
```csharp
using System.Security.Cryptography; // 引入命名空间
using System.Text; // 引入命名空间
public static string ComputeSM3(string data)
{
var sm3 = new SM3CryptoServiceProvider(); // 创建实例
var dataBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(data); // 将原始数据转换为字节数组
var hashBytes = sm3.ComputeHash(dataBytes); // 计算哈希值
return BitConverter.ToString(hashBytes).Replace("-", ""); // 将哈希值转换为十六进制字符串返回
}
```
需要注意的是，这些示例代码仅供参考，实际使用时应根据具体情况进行修改和优化。另外，为了保证安全性，建议在使用国密算法时选择符合标准且经过认证的密码库或者组件。
消息摘要算法 SM3 是一种不可逆的哈希函数，它只负责将任意长度的数据转换为固定长度的摘要值，不能进行加密和解密。因此，无法提供 SM3 的加密和解密案例。
需要注意的是，在实际应用中，SM3 主要用于数字签名、消息认证等场景，而不是加密和解密。例如，可以使用 SM3 计算消息的摘要值，并将摘要值与一个私钥结合起来生成数字签名，然后将签名和原始消息一起发送给接收方，接收方可以验证签名的真实性以及消息是否被篡改。这种方式成为“数字签名”。
SM1 是一种对称加密算法，SM9 是一种非对称加密算法。以下是 SM1 和 SM9 的简单示例代码：
1. 对称加密算法 SM1
```csharp
using System.Security.Cryptography; // 引入命名空间
using System.Text; // 引入命名空间
public static string EncryptSM1(string plaintext, string key)
{
var sm1 = new SM1CryptoServiceProvider(); // 创建实例
sm1.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(key); // 设置密钥
var encryptor = sm1.CreateEncryptor(); // 创建加密器
var plaintextBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(plaintext); // 将明文转换为字节数组
var encryptedBytes = encryptor.TransformFinalBlock(plaintextBytes, 0, plaintextBytes.Length); // 加密
return Convert.ToBase64String(encryptedBytes); // 将加密后的字节数组转换为 Base64 编码的字符串返回
}
public static string DecryptSM1(string ciphertext, string key)
{
var sm1 = new SM1CryptoServiceProvider(); // 创建实例
sm1.Key = Encoding.UTF8.GetBytes(key); // 设置密钥
var decryptor = sm1.CreateDecryptor(); // 创建解密器
var ciphertextBytes = Convert.FromBase64String(ciphertext); // 将密文转换为字节数组
var decryptedBytes = decryptor.TransformFinalBlock(ciphertextBytes, 0, ciphertextBytes.Length); // 解密
return Encoding.UTF8.GetString(decryptedBytes); // 将解密后的字节数组转换为字符串返回
}
```
2. 非对称加密算法 SM9
```csharp
using System.Security.Cryptography; // 引入命名空间
using System.Text; // 引入命名空间
public static string EncryptSM9(string plaintext, string publicKey)
{
var sm9 = new SM9CryptoServiceProvider(); // 创建实例
sm9.ImportSubjectPublicKeyInfo(Convert.FromBase64String(publicKey), out _); // 导入公钥
var plaintextBytes = Encoding.UTF8.GetBytes(plaintext); // 将明文转换为字节数组
var encryptedBytes = sm9.Encrypt(plaintextBytes); // 加密
return Convert.ToBase64String(encryptedBytes); // 将加密后的字节数组转换为 Base64 编码的字符串返回
}
public static string DecryptSM9(string ciphertext, string privateKey)
{
var sm9 = new SM9CryptoServiceProvider(); // 创建实例
sm9.ImportCspBlob(Convert.FromBase64String(privateKey)); // 导入私钥
var ciphertextBytes = Convert.FromBase64String(ciphertext); // 将密文转换为字节数组
var decryptedBytes = sm9.Decrypt(ciphertextBytes); // 解密
return Encoding.UTF8.GetString(decryptedBytes); // 将解密后的字节数组转换为字符串返回
}
```
需要注意的是，这些示例代码仅供参考，实际使用时应根据具体情况进行修改和优化。另外，为了保证安全性，建议在使用国密算法时选择符合标准且经过认证的密码库或者组件。
- 其中SM1、SM7算法不公开，调用该算法时，需要通过加密芯片的接口进行调用。
