SM2 加解密 一文理清

1. 给一个私钥的der文件。

通过命令查看公私钥数据。

F:\project\simkey\now>gmssl ec -inform der -in anca_ec_keypri.der -text
Using configuration from C:\Program Files\Common Files\SSL/openssl.cnf
read EC key
Private-Key: (256 bit)
priv:
90:8d:22:29:03:f2:8d:bf:45:20:ff:57:77:d4:a1:
cb:57:09:6b:99:45:51:62:bd:2b:d7:d3:60:b1:c1:
fe:c2
pub:
04:f8:40:b0:90:5c:da:84:bd:c3:01:c7:a9:d5:c3:
68:fb:b0:4d:76:1b:3a:7f:2b:7b:df:5c:46:3d:8a:
b7:83:25:16:b9:c9:df:4b:ab:53:58:c7:f0:be:e5:
cd:4e:70:af:c6:8b:66:56:68:83:9b:cc:a2:8a:54:
2c:6d:32:a8:a8
ASN1 OID: sm2p256v1
NIST CURVE: SM2
writing EC key
-----BEGIN EC PRIVATE KEY-----
MHcCAQEEIJCNIikD8o2/RSD/V3fUoctXCWuZRVFivSvX02Cxwf7CoAoGCCqBHM9V
AYItoUQDQgAE+ECwkFzahL3DAcep1cNo+7BNdhs6fyt731xGPYq3gyUWucnfS6tT
WMfwvuXNTnCvxotmVmiDm8yiilQsbTKoqA==
-----END EC PRIVATE KEY-----

公钥格式
公钥有两大种表示，通常是压缩或未压缩
1.未压缩公钥
通常以前缀04开头，后跟两个256位数字；一个用于点的x坐标，另一个用于点的y坐标。前缀04用于区分未压缩的公共密钥和以02或03开头的压缩公共密钥
即04||x||y

2.压缩公钥
y2 mod p =（x3 + 7）mod p
因为方程式的左侧是y2，所以y的解是平方根，它可以具有正值或负值。所得的y坐标可以在x轴之上或之下。因为该曲线是对称的，所以它在x轴上像镜子一样反射。因此，我们必须存储y的符号（正数或负数）；因为每个选项代表一个不同的点和一个不同的公钥。在素数为p的有限域上用二进制算术计算椭圆曲线时，y坐标为偶数或奇数，对应于前面所述的正/负号。所以为了区分y的两个可能值，如果y为偶数，则存储压缩的公钥，前缀为02，如果奇数为03，则允许软件从x坐标正确推断出y坐标，然后解压缩指向该点的完整坐标的公钥。

1. 代码计算 31 加密数据

以下是der格式的公私钥和加密后数据。私钥包含公钥数据内容。

2022-12-29 14:39:38.806 17771-17771/com.zdxlz.safdemo D/MainActivity: onBtnEccPubKeyEncClick: 公钥：3059301306072A8648CE3D020106082A811CCF5501822D03420004F840B0905CDA84BDC301C7A9D5C368FBB04D761B3A7F2B7BDF5C463D8AB7832516B9C9DF4BAB5358C7F0BEE5CD4E70AFC68B665668839BCCA28A542C6D32A8A8
私钥：30770201010420908D222903F28DBF4520FF5777D4A1CB57096B99455162BD2BD7D360B1C1FEC2A00A06082A811CCF5501822DA14403420004F840B0905CDA84BDC301C7A9D5C368FBB04D761B3A7F2B7BDF5C463D8AB7832516B9C9DF4BAB5358C7F0BEE5CD4E70AFC68B665668839BCCA28A542C6D32A8A8
2022-12-29 14:39:38.818 17771-17771/com.zdxlz.safdemo D/MainActivity: 加密后数据：3069022074B9BFD6D42AE771DB9789163905B7FADF2CD6852C54C89B4640A0364E27FDCC022011EFEA1D1A71DFA9B1C7ED54215A0CB1DDB9E2942B65C4715EBC91100C49E0FF042059FF842174AB4CF82F1454C4A2E7673BDD97539D8805B579CEBEA202298E701A0401F8

der解析得到实际的 C1 C2 C3.

SM2非对称加密的结果由C1,C2,C3三部分组成。其中C1是根据生成的随机数计算出的椭圆曲线点，C2是密文数据，C3是SM3的摘要值。最开始的国密标准的结果是按C1,C2,C3顺序存放的，新标准的是按C1,C3,C2顺序存放的，因此我们这边在做SM2加密时新增了密文数据顺序设置，用以兼容之前的SM2算法加密。

30690220
74B9BFD6D42AE771DB9789163905B7FADF2CD6852C54C89B4640A0364E27FDCC XCoordinate
0220
11EFEA1D1A71DFA9B1C7ED54215A0CB1DDB9E2942B65C4715EBC91100C49E0FF YCoordinate
0420
59FF842174AB4CF82F1454C4A2E7673BDD97539D8805B579CEBEA202298E701A HASH
0401
F8 ciphertext

sm2 加密后结构体：

gmssl3.0如下：

typedef struct {
   SM2_POINT point;
   uint8_t hash[32];
   uint8_t ciphertext_size;
   uint8_t ciphertext[SM2_MAX_PLAINTEXT_SIZE];
} SM2_CIPHERTEXT;

typedef struct {
   uint8_t x[32];
   uint8_t y[32];
} SM2_POINT;

最终输出了der格式，因此数据长度不是原数据加96.

96 = 32 (X) + 32 (Y) + 32 (HASH) ;

加密后数据长度和加密前一致。 只是后多出上面的96字节数据。

1. 在线工具：

SM2加解密 (goto327.top) 优先使用

SM2加密 SM2解密 - 个人工具小站 (javalang.cn)

在线SM2国密加密/解密—LZL在线工具 (lzltool.com)

使用工具解密成功：

注：

从以上加解密算法流程看。 加密存在一个随机数，因此每次加密计算的结果都不一样。 解密需要使用C1 C3 C2 三个数据才可以解密成功。