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实验二 电子传输系统安全-进展2

时间:2024-05-25 21:22:20浏览次数:20  
标签:加密 String 传输 static 实验 import byte public 系统安全

任务详情
  • 上周任务完成情况(代码链接,所写文档等)
  • 本周计划

上周任务完成情况

  • 采用sm4对存储的公文进行加密处理,密钥随机生成,乱序存储在数据库中。其中sm4采用cbc模式,iv固定,跟随密文一起存储。解密的时候读取密文并分离密文和iv,然后解密。
  • SM3加盐存储

代码

package cn.edu.nuc.article.util;

import org.bouncycastle.crypto.digests.SM3Digest;
import org.bouncycastle.util.encoders.Hex;

import java.security.Security;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Random;

public class SM3SaltHelper {
    public static void main(String[] args) {
        Security.addProvider(new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());

        // 原始数据
        byte[] data = "Hello, World!".getBytes();

        // 生成随机的盐值
        byte[] salt = generateSalt();

        // 将原始数据与盐值拼接
        byte[] dataWithSalt = concatBytes(data, salt);

        // 计算SM3哈希值
        byte[] hash = calculateHash(dataWithSalt);

        // 将盐值和哈希值转换为十六进制字符串
        String saltHex = bytesToHex(salt);
        String hashHex = bytesToHex(hash);

        System.out.println("Salt: " + saltHex);
        System.out.println("Hash: " + hashHex);
    }

    public static String encrypt(String paramStr,byte[]  salt){
        Map<String,String> resultMap=new HashMap<>();
        Security.addProvider(new org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider());
        // 原始数据
        byte[] data = paramStr.getBytes();

        // 将原始数据与盐值拼接
        byte[] dataWithSalt = concatBytes(data, salt);

        // 计算SM3哈希值
        byte[] hash = calculateHash(dataWithSalt);

        // 将盐值和哈希值转换为十六进制字符串
        String hashHex = bytesToHex(hash);
        return  hashHex;
    }


    public static String entryptSM3Password(String plainPassword) {
        byte[] bytesSalt = generateSalt();
        String sm3Password= encrypt(plainPassword,bytesSalt);
        return bytesToHex(bytesSalt)+sm3Password;
    }

    public static byte[] generateSalt() {
        byte[] salt = new byte[8];
        new Random().nextBytes(salt);
        return salt;
    }

    private static byte[] concatBytes(byte[] a, byte[] b) {
        byte[] result = Arrays.copyOf(a, a.length + b.length);
        System.arraycopy(b, 0, result, a.length, b.length);
        return result;
    }

    private static byte[] calculateHash(byte[] input) {
        SM3Digest digest = new SM3Digest();
        digest.update(input, 0, input.length);
        byte[] result = new byte[digest.getDigestSize()];
        digest.doFinal(result, 0);
        return result;
    }

    public static String bytesToHex(byte[] bytes) {
        return Hex.toHexString(bytes);
    }

    public static byte[]  HexTobytes(String hexStr) {

        return Hex.decode(hexStr);
    }




}
package cn.edu.nuc.article.util;

import cn.hutool.core.io.FileUtil;
import cn.hutool.core.io.IoUtil;
import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import org.bouncycastle.pqc.math.linearalgebra.ByteUtils;

import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.CipherInputStream;
import javax.crypto.CipherOutputStream;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import javax.crypto.spec.IvParameterSpec;
import javax.crypto.spec.SecretKeySpec;
import java.io.*;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;
import java.security.*;
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

public class SM4Tools {
    private static final String name="SM4";                               //算法名字
    private static final String transformation="SM4/CBC/PKCS5Padding";    //加密模式以及短快填充方式
    private static final String Default_iv="0123456789abcdef";            //加密使用的初始向量

    /**
     * 加载指定文件,对其进行加密,并将加密结果写入指定输出文件中
     * @param inputFile 要加密的输入文件路径
     * @param outputFile 加密后的输出文件路径
     * @param key 加密所需的密钥
     * @throws Exception 如果文件读取、加密或写入时出现错误,则抛出异常
     */
    public static void encodeFile(String inputFile, String outputFile, String key) throws Exception {
        // 读取输入文件中的所有字节
        byte [] inputBytes = Files.readAllBytes(Paths.get(inputFile));
        // 对输入字节数组进行加密
        byte [] encodeByte = encode(inputBytes, key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        // 将加密后的字节数组写入指定输出文件中
        Files.write(Paths.get(outputFile),encodeByte);
        System.out.println("File encoded successfully.");
    }
    /**
     * 使用指定的加密算法和密钥对给定的字节数组进行加密
     * @param inputByte 要加密的字节数组
     * @param key 加密所需的密钥
     * @return 加密后的字节数组
     * @throws Exception 如果加密时发生错误,则抛出异常
     */
    public static byte [] encode(byte [] inputByte, byte [] key) throws Exception {
        // 获取加密实例
        Cipher c = Cipher.getInstance(transformation);
        // 根据密钥的字节数组创建 SecretKeySpec
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key, name);
        // 创建 IvParameterSpec 对象,使用默认向量和字符集
        IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(Default_iv.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        // 初始化加密实例
        c.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);
        // 返回加密后的字节数组
        return c.doFinal(inputByte);
    }

    public static void decodeFile(String inputFilePath, String outputFilePath, String key) throws Exception {
        byte[] inputBytes = Files.readAllBytes(Paths.get(inputFilePath));
        byte[] decodeBytes = decode(inputBytes, key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        Files.write(Paths.get(outputFilePath), decodeBytes);
        System.out.println("File decode successfully.");
    }



    public static byte[] decode(byte[] inputBytes, byte[] key) throws Exception {
        Cipher cipher = Cipher.getInstance(transformation);
        SecretKeySpec secretKeySpec = new SecretKeySpec(key, name);
        IvParameterSpec ivParameterSpec = new IvParameterSpec(Default_iv.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, secretKeySpec, ivParameterSpec);
        return cipher.doFinal(inputBytes);
    }

    public static String generateRandomString(int length) {
        Random random = new Random();
        StringBuffer string = new StringBuffer();

        for (int i = 0; i < length; i++) {
            // 生成随机字符(可以根据需要调整范围)
            int randomChar = random.nextInt(91);
            if (randomChar >= 48 && randomChar <= 57 || // 数字0-9
                    randomChar >= 65 && randomChar <= 90 || // 大写字母A-Z
                    randomChar >= 97 && randomChar <= 122) { // 小写字母a-z
                string.append((char) randomChar);
            } else {
                i--; // 重新生成当前位置的字符
            }
        }

        return string.toString();
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider());
        String inputFile="D:\\data\\test01.docx";              //需要加密的文件
        String enFile="D:\\data\\test01Encode.docx";               //加密后的文件
        String deFile="D:\\data\\test01Decode.docx";               //解密后的文件
        //String key="0123456789ABCDEF";            //加密密钥,注意必须是128bits,即16个字节
        String key= generateRandomString(16) ;
        System.out.println(key);
        encodeFile(inputFile,enFile,key);
        decodeFile(enFile,deFile,key);


    }

}

实现效果:
image
image

本周计划

  • 最后调整优化代码
  • 边界测试
  • 增加用户数据量测试
  • 验收

标签:加密,String,传输,static,实验,import,byte,public,系统安全
From: https://www.cnblogs.com/ahu123456/p/18213025

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