[密码学实战]Java实现国密（SM2）密钥协商详解：原理、代码与实践

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一、代码运行结果

二、国密算法与密钥协商背景

2.1 什么是国密算法？

国密算法是由中国国家密码管理局制定的商用密码标准，包括：

• SM2：椭圆曲线公钥密码算法（非对称加密/签名/密钥协商）
• SM3：密码杂凑算法（哈希）
• SM4：分组密码算法（对称加密）

2.2 密钥协商的意义

在安全通信中，双方需要在不安全的信道上协商出相同的会话密钥，用于后续对称加密。SM2密钥协商协议解决了以下问题：

• 避免预先共享密钥
• 抵抗中间人攻击
• 支持双向身份认证

三、SM2密钥协商原理详解

3.1 核心流程（基于ECMQV协议）

步骤	角色A（发起方）	角色B（响应方）
1	生成临时密钥对 (rA, RA)	生成临时密钥对 (rB, RB)
2	发送RA给B	发送RB给A
3	使用双方公钥和临时公钥计算共享密钥	使用双方公钥和临时公钥计算共享密钥

3.2 关键公式

共享密钥 = KDF( x_U \cdot (d_A + r_A \cdot s_A) \cdot (P_B + [s_B] \cdot R_B) )

• x_U：椭圆曲线点坐标的x分量
• d_A：A方私钥
• r_A：A方临时私钥
• s_A/s_B：静态公钥派生参数

四、Java实现环境准备

4.1 依赖配置

<!-- Bouncy Castle国密支持 -->
<dependency>
    <groupId>org.bouncycastle</groupId>
    <artifactId>bcprov-jdk15on</artifactId>
    <version>1.65</version>
</dependency>

4.2 初始化安全提供者

import org.bouncycastle.jce.provider.BouncyCastleProvider;
import java.security.Security;

public class SM2KeyExchange {
   
    static {
   
        Security.addProvider(new BouncyCastleProvider()); // 添加BC提供者
    }
}

五、Java核心代码实现（含详细注释）

5.1 密钥对生成工具类

 /**
     * 生成SM2静态密钥对
     */
    public static KeyPair generateStaticKeyPair() throws