GMCryptoKit

GMCryptoKit

概述

GMCryptoKit是一个基于GmSSL开源库封装的Objective-C国密算法组件，旨在为 iOS 开发者提供国密算法的实现。该密码组建支持生成加密安全的随机数和国密算法（SM2/SM3/SM4/SM9），为 iOS 应用提供了密码学安全的功能支持。

项目状态

已完成功能

生成加密安全的随机数： 生成加密安全的随机数。
SM2 非对称加密算法： 非对称加解密、数字签名、验签。
SM3 摘要算法： 提取摘要值、基于哈希的消息认证码（HMAC）。
SM4 对称加密算法： CBC模式（PKCS7Padding）对称加解密。

待完成功能

SM4 对称加密算法： CBC（NOPadding）、ECB、CBC、CFB、OFB，CTR、GCM、CCM等模式。
SM9 标识密码算法： 密钥生成、加解密、签名验证。

功能特性

1. 加密安全的随机数

通过GMCryptoKit，你可以轻松生成指定字节长度的加密安全的随机数，可用于密钥生成、初始化向量IV等场景。

本方法使用的是苹果 Security 框架中提供的API SecRandomCopyBytes创建加密安全随机字节数组。

1.1 使用示例

#import <GMCryptoKit/GMCryptoKit.h>

// 生成指定字节的加密安全随机数
NSData *randomData = [GMRandomGenerator gm_secRandomDataWithLength:16];

1.2 生成随机数方法原型

/**
 生成指定字节长度的加密安全随机数
 
 @param length 指定的随机数长度
 @return 填充指定字节长度的NSData格式随机数
 */
+ (NSData *_Nullable)secRandomDataWithLength:(NSUInteger)length;

2. SM2非对称加密算法

GMCryptoKit提供了对SM2算法的支持，包括密钥对生成、加密、解密、数字签名和验证等功能。

2.1 使用示例

#import <GMCryptoKit/GMCryptoKit.h>

// ---------------------- 生成SM2密钥对 ----------------------
// 二进制数据的密钥对
NSArray *keyPairData = [GMSm2Cryptor createSm2DataKeyPair];
NSData *publicKey = keyPairData[0];
NSData *privateKey = keyPairData[1];
// Hex编码字符串的密钥对
NSArray *keyPairHex = [GMSm2Cryptor createSm2HexKeyPair];
NSString *publicKeyHex = keyPairHex[0];
NSString *privateKeyHex = keyPairHex[1];

// ---------------------- SM2加密和解密 ----------------------
// UTF-8编码字符串的加密和解密
NSString *plaintext = @"hello world!";
NSString *base64Ciphertext = [GMSm2Cryptor sm2EncryptText:plaintext withPublicKey:publicKeyHex];
NSString *decryptedtext = [GMSm2Cryptor sm2DecryptText:base64Ciphertext withPrivateKey:privateKeyHex];
// Hex编码字符串的加密和解密
NSString *hexPlaintext = [GMUtilities stringToHexString:plaintext];
NSString *hexCiphertext = [GMSm2Cryptor sm2EncryptHexText:hexPlaintext withPublicKey:publicKeyHex];
NSString *decryptedHextext = [GMSm2Cryptor sm2DecryptHexText:hexCiphertext withPrivateKey:privateKeyHex];
// 二进制数据的加密和解密
NSData *plaintextData = [plaintext dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
NSData *ciphertextData = [GMSm2Cryptor sm2EncryptData:plaintextData withPublicKey:publicKey];
NSData *decryptedData = [GMSm2Cryptor sm2DecryptData:ciphertextData withPrivateKey:privateKey];

// ---------------------- SM2数字签名和验证 ----------------------
// UTF-8编码字符串的签名和验签
NSString *message = @"hello world!";
NSString *base64Signature = [GMSm2Cryptor sm2SignText:message withPrivateKey:privateKeyHex];
BOOL isBase64SignatureValid = [GMSm2Cryptor sm2VerifyText:base64Signature forMessage:message withPublicKey:publicKeyHex];
// Hex编码字符串的签名和验签
NSString *hexMessage = [GMUtilities stringToHexString:message];
NSString *hexSignature = [GMSm2Cryptor sm2SignHexText:hexMessage withPrivateKey:privateKeyHex];
BOOL isHexSignatureValid = [GMSm2Cryptor sm2VerifyHexText:hexSignature forMessageHex:hexMessage withPublicKey:publicKeyHex];
// 二进制数据的签名和验签
NSData *messageData = [message dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
NSData *signatureData = [GMSm2Cryptor sm2SignData:messageData withPrivateKey:privateKey];
BOOL isSignatureValid = [GMSm2Cryptor sm2VerifyData:signatureData forMessageData:messageData withPublicKey:publicKey];

2.2 生成密钥对方法原型

/**
 SM2 生成密钥对，私钥为256bit的大整数(64字节Hex编码字符串或32字节二进制数据)，公钥格式为 X | Y，其中X和Y为256bit大整数(128字节Hex编码字符串或64字节二进制数据)
 
 @return 字典实例密钥对: [0] 为SM2公钥, [1] 为SM2私钥,输出格式分别是Hex编码字符串、二进制数据，失败则返回nil
 */
+ (NSArray<NSString *> *_Nullable)createSm2HexKeyPair;
+ (NSArray<NSData *> *_Nullable)createSm2DataKeyPair;

2.3 加密方法原型

/**
 SM2 非对称加密算法，加密
 
 @param plaintext 待加密的内容,输入格式分别是：plaintext UTF-8编码字符串、plaintextHex Hex编码字符串、 plainData 二进制数据
 @param publicKey 公钥,输入格式分别是128字节Hex编码字符串或64字节二进制数据
 @return 密文（04||C1||C3||C2）,输出格式分别是Base64编码字符串、Hex编码字符串、二进制数据;失败则返回nil
 */
+ (NSString *_Nullable)sm2EncryptText:(NSString *)plaintext withPublicKey:(NSString *)publicKey;
+ (NSString *_Nullable)sm2EncryptHexText:(NSString *)plaintextHex withPublicKey:(NSString *)publicKey;
+ (NSData *_Nullable)sm2EncryptData:(NSData *)plainData withPublicKey:(NSData *)publicKey;

2.4 解密方法原型

/**
 SM2 非对称加密算法，解密
 
 @param ciphertextBase64 待解密密文（04||C1||C3||C2）,输入格式分别是：ciphertextBase64 Base64编码字符串、ciphertextHex Hex编码字符串、 cipherData 二进制数据
 @param privateKey 私钥,输入格式分别是64字节Hex编码字符串或32字节二进制数据
 @return 解密结果，输出格式分别是UTF-8编码字符串、Hex编码字符串、二进制数据;失败则返回nil
 */
+ (NSString *_Nullable)sm2DecryptText:(NSString *)ciphertextBase64 withPrivateKey:(NSString *)privateKey;
+ (NSString *_Nullable)sm2DecryptHexText:(NSString *)ciphertextHex withPrivateKey:(NSString *)privateKey;
+ (NSData *_Nullable)sm2DecryptData:(NSData *)cipherData withPrivateKey:(NSData *)privateKey;

2.5 签名方法原型

/**
 SM2 签名验签算法，签名
 
 @param message 待签名消息,输入格式分别是：message UTF-8编码字符串、messageHex Hex编码字符串、 messageData 二进制数据
 @param privateKey 私钥,输入格式分别是64字节Hex编码字符串或32字节二进制数据
 @return 签名结果，输出格式分别是Base64编码字符串、Hex编码字符串、二进制数据;失败则返回nil
 */
+ (NSString *_Nullable)sm2SignText:(NSString *)message withPrivateKey:(NSString *)privateKey;
+ (NSString *_Nullable)sm2SignHexText:(NSString *)messageHex withPrivateKey:(NSString *)privateKey;
+ (NSData *_Nullable)sm2SignData:(NSData *)messageData withPrivateKey:(NSData *)privateKey;

2.6 验签方法原型

/**
 SM2 签名验签算法，验签
 
 @param signatureBase64 签名结果，输入格式分别是：signatureBase64 Base64编码字符串、signatureHex Hex编码字符串、 signatureData 二进制数据
 @param message 待验签内容，输入格式分别是：message UTF-8编码字符串、messageHex Hex编码字符串、 messageData 二进制数据
 @param publicKey 公钥,输入格式分别是128字节Hex编码字符串或64字节二进制数据
 @return 验签结果,YES 表示验签成功,NO 表示验签失败
 */
+ (BOOL)sm2VerifyText:(NSString *)signatureBase64 forMessage:(NSString *)message withPublicKey:(NSString *)publicKey;
+ (BOOL)sm2VerifyHexText:(NSString *)signatureHex forMessageHex:(NSString *)messageHex withPublicKey:(NSString *)publicKey;
+ (BOOL)sm2VerifyData:(NSData *)signatureData forMessageData:(NSData *)messageData withPublicKey:(NSData *)publicKey;

3. SM3 摘要算法

GMCryptoKit提供了对SM3算法的支持，包括提取摘要、基于哈希的消息认证码（HMAC）等功能。

3.1 使用示例

#import <GMCryptoKit/GMCryptoKit.h>

// ---------------------- SM3提取摘要 ----------------------
// UTF-8编码字符串的摘要提取
NSString *sm3message = @"hello world!";
NSString *sm3DigestBase64 = [GMSm3Digest sm3DigestWithText:sm3message];
// Hex编码字符串的摘要提取
NSString *sm3messageHex = [GMUtilities stringToHexString:sm3message];
NSString *sm3DigestHex = [GMSm3Digest sm3DigestWithHexText:sm3messageHex];
// 二进制数据的摘要提取
NSData *sm3messageData = [GMUtilities stringToData:sm3message];
NSData *sm3DigestData = [GMSm3Digest sm3DigestWithData:sm3messageData];

// ---------------------- 基于SM3计算HMAC ----------------------
// UTF-8编码字符串的HMAC计算
NSString *sm3HmacMessage = @"hello world!";
NSString *hmacKey = [GMUtilities dataToHexString:[GMRandomGenerator secRandomDataWithLength:32]];
NSString *sm3HmacBase64 = [GMSm3Digest hmacSm3DigestWithText:sm3HmacMessage key:hmacKey];
// Hex编码字符串的HMAC计算
NSString *sm3HmacMessageHex = [GMUtilities stringToHexString:sm3HmacMessage];
NSString *sm3HmacHex = [GMSm3Digest hmacSm3DigestWithHexText:sm3HmacMessageHex key:hmacKey];
// 二进制数据的HMAC计算
NSData *sm3HmacMessageData = [GMUtilities stringToData:sm3HmacMessage];
NSData *hmacKeyData = [GMRandomGenerator secRandomDataWithLength:32];
NSData *hmacData = [GMSm3Digest hmacSm3DigestWithData:sm3HmacMessageData key:hmacKeyData];

3.2 摘要算法原型

/**
 SM3 摘要算法
 将任意长度的输入数据计算为固定32字节长度的哈希值。
 
 @param plaintext 待计算哈希的数据，输入格式分别是：plaintext UTF-8编码字符串、plaintextHex Hex编码字符串、 plainData 二进制数据
 @return 哈希值，输出格式分别是Base64编码字符串、Hex编码字符串、二进制数据，失败则返回nil
 */
+ (NSString *_Nullable)sm3DigestWithText:(NSString *)plaintext;
+ (NSString *_Nullable)sm3DigestWithHexText:(NSString *)plaintextHex;
+ (NSData *_Nullable)sm3DigestWithData:(NSData *)plainData;

3.3 基于SM3算法的HMAC计算方法原型

/**
 基于SM3算法的HMAC计算
 密钥长度建议采用32字节（等同于SM3哈希值的长度），
 不应少于16字节，采用比32字节更长的密钥长度会增加计算开销而不会增加安全性。
 
 @param plaintext 待计算HMAC的数据,输入格式分别是：plaintext UTF-8编码字符串、plainHexText Hex编码字符串、 plainData 二进制数据
 @param key       密钥,输入格式分别是Hex编码字符串或者二进制数据
 @return HMAC值,输出格式分别是Base64编码字符串、Hex编码字符串、二进制数据，失败则返回nil
 */
+ (NSString *_Nullable)hmacSm3DigestWithText:(NSString *)plaintext key:(NSString *)key;
+ (NSString *_Nullable)hmacSm3DigestWithHexText:(NSString *)plaintextHex key:(NSString *)key;
+ (NSData *_Nullable)hmacSm3DigestWithData:(NSData *)plainData key:(NSData *)key;

4. SM4 对称加密算法

GMCryptoKit提供了对SM4算法的支持，包括生成密钥、CBC模式加解密等功能。

密钥、IV生成格式有两种：Hex编码字符串或者二进制数据，根据需要自行调用

CBC模式加解密使用PKCS#7填充标准，密文输出格式有三种，分别是Base64编码字符串、Hex编码字符串、二进制数据

4.1 使用示例

#import <GMCryptoKit/GMCryptoKit.h>

// ---------------------- 生成密钥和初始化向量 ----------------------
// 二进制数据的密钥和初始化向量
NSData *sm4KeyData = [GMSm4Cryptor createSm4Key];
NSData *sm4IvData = [GMSm4Cryptor createSm4Key];
// Hex编码字符串的密钥和初始化向量
NSString *sm4Key = [GMSm4Cryptor createSm4HexKey];
NSString *sm4Iv = [GMSm4Cryptor createSm4HexKey];

// ---------------------- SM4加密和解密 ----------------------
// UTF-8编码字符串的CBC模式加密和解密
NSString *sm4Plaintext = @"hello, world!";
NSString *sm4CiphertextBase64 = [GMSm4Cryptor sm4CbcPaddingEncryptText:sm4Plaintext withKey:sm4Key withIv:sm4Iv];
NSString *sm4Decryptedtext = [GMSm4Cryptor sm4CbcPaddingDecryptText:sm4CiphertextBase64 withKey:sm4Key withIv:sm4Iv];
// Hex编码字符串的CBC模式加密和解密
NSString *sm4plaintextHex = [GMUtilities stringToHexString:sm4Plaintext];
NSString *sm4CiphertextHex = [GMSm4Cryptor sm4CbcPaddingEncryptHexText:sm4plaintextHex withKey:sm4Key withIv:sm4Iv];
NSString *sm4DecryptedHextext = [GMSm4Cryptor sm4CbcPaddingDecryptHexText:sm4CiphertextHex withKey:sm4Key withIv:sm4Iv];
// 二进制数据的CBC模式加密和解密
NSData *sm4PlaintextData = [GMUtilities stringToData:sm4Plaintext];
NSData *sm4CiphertextData = [GMSm4Cryptor sm4CbcPaddingEncryptData:sm4PlaintextData withKey:sm4KeyData withIv:sm4IvData];
NSData *sm4DecryptedData = [GMSm4Cryptor sm4CbcPaddingDecryptData:sm4CiphertextData withKey:sm4KeyData withIv:sm4IvData];

4.2 生成密钥方法原型

/**
 SM4 生成密钥。也可以调用该方法生成SM4 CBC模式的初始化向量iv，iv长度和key长度一致

 @return 密钥，输出格式分别是32字节Hex编码字符串或者16字节的二进制数据
 */
+ (NSString *_Nullable)createSm4HexKey;
+ (NSData *_Nullable)createSm4Key;

4.3 CBC模式（PKCS7Padding）加密方法原型

/**
 SM4 对称加解密。CBC模式加密，使用PKCS#7填充标准
 
 @param plaintext 待加密的明文,输入格式分别是：plaintext UTF-8编码字符串、plaintextHex Hex编码字符串、 plainData 二进制数据
 @param key 32字节Hex编码字符串的密钥
 @param iv 32字节Hex编码字符串的初始化向量
 @return 密文,输出格式分别是Base64编码字符串、Hex编码字符串、二进制数据
 */
+ (NSString *_Nullable)sm4CbcPaddingEncryptText:(NSString *)plaintext withKey:(NSString *)key withIv:(NSString *)iv;
+ (NSString *_Nullable)sm4CbcPaddingEncryptHexText:(NSString *)plaintextHex withKey:(NSString *)key withIv:(NSString *)iv;
+ (NSData *_Nullable)sm4CbcPaddingEncryptData:(NSData *)plainData withKey:(NSData *)key withIv:(NSData *)iv;

4.4 CBC模式（PKCS7Padding）解密方法原型

/**
 SM4 对称加解密。CBC模式解密，使用PKCS#7填充标准
 
 @param ciphertextBase64 待加密的密文，输入格式分别是：ciphertextBase64 Base64编码字符串、ciphertextHex Hex编码字符串、 cipherData 二进制数据
 @param key 32字节Hex编码字符串的密钥
 @param iv  32字节Hex编码字符串的初始化向量
 @return 解密后的明文,输出格式分别是UTF-8编码字符串、Hex编码字符串、二进制数据
 */
+ (NSString *_Nullable)sm4CbcPaddingDecryptText:(NSString *)ciphertextBase64 withKey:(NSString *)key withIv:(NSString *)iv;
+ (NSString *_Nullable)sm4CbcPaddingDecryptHexText:(NSString *)ciphertextHex withKey:(NSString *)key withIv:(NSString *)iv;
+ (NSData *_Nullable)sm4CbcPaddingDecryptData:(NSData *)cipherData withKey:(NSData *)key withIv:(NSData *)iv;

环境要求

GmSSL v3.1.0+
Xcode 14.3+
iOS 11.0+

使用

从 GitHub 获取源代码
将源代码中 GMCryptoKit 目录导入 App 项目，并选中 Copy items if needed
从GmSSL 编译获取GmSSL 静态库：libgmssl 和对应的头文件，并添加到 App项目中
导入头文件#import <GMCryptoKit/GMCryptoKit.h>即可调用国密算法

注意：GmSSL 静态库编译步骤参考

运行示例应用程序

在示例应用中，你可以找到对应功能的用法和实例代码。请参考GMCryptoKitDemo目录下的示例应用。

运行单元测试

打开示例应用，选择单元测试对应的SchemeGMCryptoKitTests,然后按Command-u构建组件并运行单元测试。

联系我

如有任何问题或建议，欢迎联系我：

邮件：zitaodev@gmail.com
GitHub：https://github.com/zitaodev/GMCryptoKit

许可证

GmSSLCryptoKit基于MIT许可证开源，详见LICENSE文件。

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概述

项目状态

已完成功能

待完成功能

功能特性

1. 加密安全的随机数

1.1 使用示例

1.2 生成随机数方法原型

2. SM2非对称加密算法

2.1 使用示例

2.2 生成密钥对方法原型

2.3 加密方法原型

2.4 解密方法原型

2.5 签名方法原型

2.6 验签方法原型

3. SM3 摘要算法

3.1 使用示例

3.2 摘要算法原型

3.3 基于SM3算法的HMAC计算方法原型

4. SM4 对称加密算法

4.1 使用示例

4.2 生成密钥方法原型

4.3 CBC模式（PKCS7Padding）加密方法原型

4.4 CBC模式（PKCS7Padding）解密方法原型

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1. 加密安全的随机数

1.1 使用示例

1.2 生成随机数方法原型

2. SM2非对称加密算法

2.1 使用示例

2.2 生成密钥对方法原型

2.3 加密方法原型

2.4 解密方法原型

2.5 签名方法原型

2.6 验签方法原型

3. SM3 摘要算法

3.1 使用示例

3.2 摘要算法原型

3.3 基于SM3算法的HMAC计算方法原型

4. SM4 对称加密算法

4.1 使用示例

4.2 生成密钥方法原型

4.3 CBC模式（PKCS7Padding）加密方法原型

4.4 CBC模式（PKCS7Padding）解密方法原型

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