HarmonyOS鸿蒙Next中如何解决国密SM2密文长度不一致，密文无法解析的问题

【问题现象】

在使用SM2时，常遇到以下问题：

1. SM2加密后密文长度不确定，服务端无法解析。
2. ArkTS中SM2加密后的密文，服务端无法解析。

【背景知识】

SM2是一种中国国家标准的椭圆曲线公钥密码算法。

SM2密文结构

• C1: 椭圆曲线上的一个点，表示临时公钥(包括C1_X和C1_Y，即XY分量)
• C2: 加密后的数据（实际密文）
• C3: 哈希值，用于完整性校验

SM2密文长度

• C1: 椭圆上的点(x,y)，X、Y坐标均为256位(32字节)，即C1通常为64字节(512位)
• C2: 裸密文，长度与明文一致
• C3: 哈希值，SM2使用SM3哈希算法，生成的哈希值为256位，即32字节

因此，假设明文长度为N字节，则密文长度为64+N+32=N+96。生产中通常会在密文前增加前缀’04’来表示C1未压缩。因此实际密文一般为N+96或N+97。

SM2密文拼接标准

• C1C2C3: 遵循中国国家标准（GB/T 32918.2-2016）标准
• C1C3C2: 遵循ISO/IEC 14888-3:2018 标准

目前，ArkTS使用C1C3C2标准。C1、C2、C3相互独立，可重新拼接以满足特定的兼容性或性能需求。

【定位思路】

1. 根据背景知识中SM2密文长度小节中，通常密文长度固定为明文长度N+96 或 N+97字节，然而在ArkTS中发现密文长度可能为明文长度+95字节、明文长度+95.5字节、明文长度+96字节中的一种。实际上，在ArkTS的SM2加密中，为了保证安全性，防止数据在拼接的时候被截取到，openssl底层返回的数据是直接透传返回的。openssl底层返回的数据规范是高位是0的情况下默认不显示，不影响密钥的生成。
2. 现如今大多数存量程序中均保持使用N+96 或 N+97的密文长度，解析时通过直接截取固定长度来区分C1、C2、C3，导致ArkTS生成的SM2密文无法被正确解析。
3. 同时，存量程序中密文一般默认采用C1C2C3的拼接顺序，导致ArkTS生成的SM2密文无法被正确解析。

【解决方案】

根据以上的分析，用户可根据其他存量程序的方案选择以下合适的方法进行适配，即密文长度需要固定的调整长度，拼接顺序不一致的重新拼接。

加密过程此处不再赘述，假定pubKey为公钥，res为加密后的密文：

let pubKey = await this.convertStrToPubKey(pubKeyStr);
let res = await this.encryptMessagePromise(pubKey, str);

调整前准备

无论是长度适配或者是拼接标准适配，用户均需要先解析得到C1（临时公钥，包括C1_X, C1_Y）、C2（密文）、C3（哈希值）。

使用cryptoFramework.SM2CryptoUtil.getCipherTextSpec得到cryptoFramework.SM2CipherTextSpec，SM2CipherTextSpec包含以下几个变量：

• xCoordinate: X分量，即C1_X
• yCoordinate: Y分量，即C1_Y
• cipherTextData: 裸密文，即C2
• hashData: 哈希值，即C3

解析得到以上密文参数的16进制数：

let spec: cryptoFramework.SM2CipherTextSpec = cryptoFramework.SM2CryptoUtil.getCipherTextSpec(res, 'C1C3C2');
let C1x = spec.xCoordinate.toString(16);
let C1y = spec.yCoordinate.toString(16);
let C2 = buffer.from(spec.cipherTextData).toString('hex');
let C3 = buffer.from(spec.hashData).toString('hex');

调整密文长度

判断X，Y分量长度，若16进制数长度小于64（等于63）即在高位补0

C1x = (C1x.lenth == 64) ? C1x : ('0' + C1x);
C1y = (C1y.lenth == 64) ? C1y : ('0' + C1y);

拼接密文

C1包括C1_X和C1_Y，且C1 = C1_X + C1_Y：

let C1 = C1x + C1y;

用户可根据存量程序的标准进行拼接：

// 若要拼接成C1C2C3
let result = C1 + C2 + C3;
// 若要增加前缀表示C1未压缩
let result = '04 + C1 + C2 + C3;

// 若要拼接成C1C3C2
let result = C1 + C3 + C2;

最终代码为：

async encSM2C1C2C3(str: string, pubKeyStr = this.pubKeyStr) {
  let pubKey = await this.convertStrToPubKey(pubKeyStr)
  let res = await this.encryptMessagePromise(pubKey, str)
  let spec: cryptoFramework.SM2CipherTextSpec = cryptoFramework.SM2CryptoUtil.getCipherTextSpec(res, 'C1C3C2');
  let C1x = spec.xCoordinate.toString(16);
  let C1y = spec.yCoordinate.toString(16);
  let C2 = buffer.from(spec.cipherTextData).toString('hex');
  let C3 = buffer.from(spec.hashData).toString('hex');
  C1x = (C1x.lenth == 64) ? C1x : ('0' + C1x);
  C1y = (C1y.lenth == 64) ? C1y : ('0' + C1y);
  // 拼接C1C2C3, 若要加前缀表示C1未压缩
  return C1x + C1y + C2 + C3
}

【总结】

总而言之，用户在使用方法SM2CryptoUtil.getCipherTextSpec后可得到SM2的所有密文参数，可根据存量程序中的密文使用行为来调整ArkTS的密文参数并重新拼接即可。