[發明專利]一種SM3算法在JAVA環境中的實現方法及系統

有效

• 申請號: 201310340792.2
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN103425939A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 何志平
• 申請（專利權）人: 成都衛士通信息產業股份有限公司
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62;G06F21/64;H04L9/32
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 楊永梅

技術領域

本發明涉及密碼與信息安全技術領域，本發明公開了一種SM3算法在JAVA環境中的實現方法及系統。

背景技術

SM3是碼雜湊算法,是國家密碼管理局編制的商用算法，用于密碼應用中的數字簽名和驗證、消息認證碼的生成與驗證以及隨機數的生成，可滿足多種密碼應用的安全需求。對長度為l(l<?264)?比特的消息m，SM3雜湊算法經過填充和迭代壓縮，生成雜湊值，雜湊值長度為256比特。

JAVA是一種可以撰寫跨平臺應用軟件的面向對象的程序設計語言，是由Sun?Microsystems公司于1995年5月推出的Java程序設計語言和Java平臺（即JavaSE,?JavaEE,?JavaME）的總稱。Java?技術具有卓越的通用性、高效性、平臺移植性和安全性，廣泛應用于個人PC、數據中心、游戲控制臺、科學超級計算機、移動電話和互聯網，同時擁有全球最大的開發者專業社群。在全球云計算和移動互聯網的產業環境下，Java更具備了顯著優勢和廣闊前景。

然而，現有技術中的SM3算法卻并不能直接在JAVA環境中實現。JAVA環境中的加密算法通過JCA和JCE來實現。

JCA是Java?Cryptography?Architecture的簡稱(Java加密框架),它是Java平臺為實現密碼和安全需求定義的一套完整的、獨立的編程接口，它為Java環境的安全提供了全面的密碼安全支撐，它們為Java應用程序加密和數字簽名提供了一種統一和一致的方式。應用程序通過JCA提供的接口實現對密碼算法的調用。JCA只是一套面向應用開發的統一編程接口，它不包含具體的算法實現。算法實現由它下層的JCE提供。即應用程序調用JCA接口，JCA接口再調用某一JCE，從而實現對某一加密算法的調用。

JCE是Java?Cryptography?Extension的簡稱，（Java密碼擴展）提供用于加解密、密鑰生成、密鑰管理和密鑰協商以及?Message?Authentication?Code（MAC）算法的框架和實現。它提供對對稱、不對稱、塊和流密碼的加密支持，它還支持安全流和密封的對象。JCE采用實現的獨立和算法的獨立，使JCE安全框架具有了良好的擴展性。它使用提供者（provider）的理念為管理和組織所有密碼安全的實現并為應用程序提供服務。JAVA環境中可以同時存在多種不同的JCE實現，在security.provider中定義了一套標準接口，所有的JCE實現都要實現這一套標準接口。

如果通過新的提供者（provider），可以將新的算法或者新的密碼設備無縫的加入到JCE中。但出于JCE框架自身安全性的考慮，只有被可信任的實體簽名認證的提供者（provider）才可以嵌入JAVA安全框架中。也就是說首先要實現包括新算法的新JCE，然后向JAVA安全管理機構申請獲取授權證書，并產生簽名，新開發的JCE才能加入到JAVA環境中供應用程序使用。而SM3是國產的，沒有現成的JCE可以支持，需要全新開發，這需要很長的時間周期，同時申請證書也需要很長的時間。

因而在JAVA環境中,?不能直接通過加密框架JCA標準的編程接口調用SM3算法。但SM3算法是國家密碼管理局編制的商用算法，用于密碼應用中的數字簽名和驗證、消息認證碼的生成與驗證以及隨機數的生成，可滿足多種密碼應用的安全需求，而JAVA的應用又非常廣泛，在JAVA環境中不能直接通過加密框架JCA標準的編程接口調用SM3算法極大地影響了應用程序的開發和維護。

發明內容

針對在JAVA環境中不能直接通過加密框架JCA標準的編程接口調用SM3算法的技術問題，提供了一種SM3算法在JAVA環境中的使用方法。本發明還公開了SM3算法在JAVA環境中的實現系統。

本發明的發明目的通過下述技術方案來實現：

一種SM3算法在JAVA環境中的實現方法，其具體包括以下的步驟：依照PKCS#11規范開發實現算法替換的適配層，在JAVA環境中，當應用程序通過加密框架JCA標準的編程接口調用密碼擴展JCE中的安全散列算法SHA-256算法時，適配層直接調用SM3算法實現的應用程序編程接口API，在下層將需要進行散列運算的數據按SM3算法進行運算和處理，實現由SHA-256算法替換為SM3算法。

更進一步地，上述SM3算法為軟件實現或者硬件密碼模塊實現。

更進一步地，上述方法還包括通過配置實現在多種不同的SM3算法實現之間換切換。