在前面文章我們已經可以製作SM2證書了，主要應用了SM2簽名驗證演算法和SM3摘要演算法，在本文中主要介紹SM2公鑰加密演算法。這裡我們使用SM2數字證書來做SM2非對稱加密，然後使用硬體加密裝置做解密，比如加密檔案只能由指定的智慧密碼鑰匙UKey才能解開。

SM2加密演算法

SM2加密同樣使用接收方公鑰加密，公鑰由一個曲線座標點組成，在X.509證書中的共鑰表示為04標記開始的2個32byte的BigInteger，即曲線點P（x,y）。SM2公鑰加密演算法比RSA相對複雜，加密結果由3個部分組成，SM2加密過程中使用了隨機數，因此同樣的明文資料每一次加密結果都不一樣。SM2加密演算法流程如下圖所示。

根據國密推薦的SM2橢圓曲線公鑰密碼演算法，首先產生隨機數計算出曲線點C1，2個32byte的BigInteger大數，即為SM2加密結果的第1部分。第2部分則是真正的密文，是對明文的加密結果，長度和明文一樣。第3部分是雜湊值，用來效驗資料。按國密推薦的256位橢圓曲線，明文加密結果比原長度會大96byte。

SM2加密演算法同樣也可以基於使用BouncyCastle庫實現。一般使用數字證書來標識身份，同時使用證書中公鑰加密資料。如下SM2Cipher類是C#下SM2軟演算法實現。

SM2Cipher.cs 1publicclass SM2Cipher 2{ 3private

int ct =1; 4 5private ECPoint p2; 6private SM3Digest sm3keybase; 7private SM3Digest sm3c3; 8 9privatebyte[] key =newbyte[32]; 10privatebyte keyOff =0; 11 12public SM2Cipher() { } 13 14 15 16privatevoid Reset() 17{ 18 sm3keybase =new SM3Digest(); 19 sm3c3 =new SM3Digest();

20 21byte[] p; 22 23 p = p2.X.ToBigInteger().ToByteArrayUnsigned(); 24 sm3keybase.BlockUpdate(p, 0, p.Length); 25 sm3c3.BlockUpdate(p, 0, p.Length); 26 27 p = p2.Y.ToBigInteger().ToByteArrayUnsigned(); 28 sm3keybase.BlockUpdate(p, 0, p.Length); 29 30 ct =1; 31 NextKey(); 32 } 33 34privatevoid NextKey() 35{ 36 SM3Digest sm3keycur =new SM3Digest(sm3keybase); 37 sm3keycur.Update((byte)(ct >>24&0x00ff)); 38 sm3keycur.Update((byte)(ct >>16&0x00ff)); 39 sm3keycur.Update((byte)(ct >>8&0x00ff)); 40 sm3keycur.Update((byte)(ct &0x00ff)); 41 sm3keycur.DoFinal(key, 0); 42 keyOff =0; 43 ct++; 44 } 45 46publicvirtual ECPoint InitEncipher(ECPoint userKey) 47{ 48 BigInteger k =null; 49 ECPoint c1 =null; 50 51if (1==1) 52{ 53 AsymmetricCipherKeyPair key = SM2CryptoServiceProvider.SM2KeyPairGenerator.GenerateKeyPair(); 54 ECPrivateKeyParameters ecpriv = (ECPrivateKeyParameters)key.Private; 55 ECPublicKeyParameters ecpub = (ECPublicKeyParameters)key.Public; 56 57 k = ecpriv.D; 58 c1 = ecpub.Q; 59 } 60 61 p2 = userKey.Multiply(k); 62 Reset(); 63 64return c1; 65 66 } 67 68publicvirtualvoid Encrypt(byte[] data) 69{ 70 sm3c3.BlockUpdate(data, 0, data.Length); 71for (int i =0; i < data.Length; i++) 72{ 73if (keyOff == key.Length) 74 NextKey(); 75 76 data[i] ^= key[keyOff++]; 77 } 78 } 79 80publicvirtualvoid InitDecipher(BigInteger userD, ECPoint c1) 81{ 82 p2 = c1.Multiply(userD); 83 Reset(); 84 } 85 86publicvirtualvoid Decrypt(byte[] data) 87{ 88for (int i =0; i < data.Length; i++) 89{ 90if (keyOff == key.Length) 91 NextKey(); 92 93 data[i] ^= key[keyOff++]; 94 } 95 sm3c3.BlockUpdate(data, 0, data.Length); 96 } 97 98publicvirtualvoid Dofinal(byte[] c3) 99{ 100byte[] p = p2.Y.ToBigInteger().ToByteArrayUnsigned(); 101 sm3c3.BlockUpdate(p, 0, p.Length); 102 sm3c3.DoFinal(c3, 0); 103 Reset(); 104 }105106107///<summary>108/// 使用SM2公鑰加密資料 109///</summary>110///<param name="pubKey"></param>111///<param name="plaintext"></param>112///<returns></returns> 113publicstring Encrypt(ECPoint pubKey, byte[] plaintext) 114{ 115116byte[] data =newbyte[plaintext.Length]; 117 Array.Copy(plaintext, data, plaintext.Length); 118119 ECPoint c1 = InitEncipher(pubKey); 120 Encrypt(data); 121122byte[] c3 =newbyte[32]; 123 Dofinal(c3); 124125string hexString = c1.X.ToBigInteger().ToString(16) + c1.Y.ToBigInteger().ToString(16) 126+ Org.BouncyCastle.Utilities.Encoders.Hex.ToHexString(data) 127+ Org.BouncyCastle.Utilities.Encoders.Hex.ToHexString(c3); 128129return hexString; 130131 }132133///<summary>134/// 使用SM2解密資料 135///</summary>136///<param name="privateKey"></param>137///<param name="ciphertext"></param>138///<returns></returns> 139publicbyte[] Decrypt(BigInteger privateKey, string ciphertext) 140{ 141142string hexString = ciphertext; 143string c1X = hexString.Substring(0, 64); 144string c1Y = hexString.Substring(0+ c1X.Length, 64); 145string encrypData = hexString.Substring(c1X.Length + c1Y.Length, hexString.Length - c1X.Length - c1Y.Length -64); 146string c3 = hexString.Substring(hexString.Length -64); 147148byte[] data = SM2CryptoServiceProvider.StrToToHexByte(encrypData); 149150 ECPoint c1 = CreatePoint(c1X, c1Y); 151152 InitDecipher(privateKey, c1); 153 Decrypt(data); 154155byte[] c3_ =newbyte[32]; 156 Dofinal(c3_); 157158string decryptData = Encoding.Default.GetString(data); 159bool isDecrypt = Org.BouncyCastle.Utilities.Encoders.Hex.ToHexString(c3_) == c3; 160161return (isDecrypt ? data : newbyte[0]); 162 }163164165///<summary>166/// 建立座標點 167///</summary>168///<param name="x"></param>169///<param name="y"></param>170///<returns></returns> 171publicstatic ECPoint CreatePoint(

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