前后端SM2加密交互问题解析与解决方案

SM2 前后端加密交互问题解析与解决方案

问题背景

在工作中，遇到前后端使用SM2加密交互时，遇到了前端使用公钥加密，后端用私钥解密解不开的问题，经过查询思考后发现了该问题的原因并解决，特此记录。

SM2 国密算法加解密交互中，前后端通常使用不同的编码方式：

• 前端（如 sm-crypto）生成的密文默认是 Hex 编码（不带 04 前缀）。
• 后端（如 Java 的 BouncyCastle 或 Hutool）生成的密文通常是 Base64 编码（可能含 04 前缀，目前使用Hutoo-all测试不含04 前缀）。

这导致 前端加密后端解密 或 后端加密前端解密 时出现格式不匹配问题。

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核心问题分析

场景	问题	原因
前端加密 → 后端解密	解密失败	前端 Hex 密文不带 04，但后端需要 04
后端加密 → 前端解密	解密失败	后端 Base64 转 Hex 后含 04，但前端不需要

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解决方案

1. 前端加密 → 后端解密

步骤：

1. 前端生成 Hex 密文（如 "a1b2c3..."）。

2. 前端需补 04 后传给后端：

   const cipherText = sm2.doEncrypt(plainText, publicKey); // 生成 Hex 密文
   const cipherTextWith04 = "04" + cipherText; // 补 04
   

3. 后端解码时直接处理：

   String cipherText = "04a1b2c3..."; // 前端传来的 Hex
   byte[] cipherBytes = Hex.decode(cipherText); // Hex 转字节
   String plainText = sm2Decrypt(cipherBytes, privateKey); // 解密
   

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2. 后端加密 → 前端解密

步骤：

1. 后端生成 Base64 密文（如 "BElNTU9S..."）。

2. 后端转 Hex 并去掉 04：

   public static String encryptForFrontend(String plainText, String publicKey) {
       String base64Cipher = sm2Encrypt(plainText, publicKey); // Base64 密文
       byte[] bytes = Base64.getDecoder().decode(base64Cipher);
       String hexCipher = Hex.encodeHexString(bytes); // Base64 → Hex
       if (hexCipher.startsWith("04")) {
           hexCipher = hexCipher.substring(2); // 去掉 04
       }
       return hexCipher;
   }
   

3. 前端直接解密：

   const plainText = sm2.doDecrypt(cipherText, privateKey); // 自动处理无 04 的 Hex
   

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完整工具类（Java 版）

import org.apache.commons.codec.binary.Hex;
import java.util.Base64;

public class Sm2CryptoUtils {

    /**
     * 后端加密 → 前端可解密的 Hex（无 04）
     */
    public static String encryptForFrontend(String plainText, String publicKey) {
        String base64Cipher = sm2Encrypt(plainText, publicKey);
        byte[] bytes = Base64.getDecoder().decode(base64Cipher);
        String hexCipher = Hex.encodeHexString(bytes);
        return remove04Prefix(hexCipher);
    }

    /**
     * 解密前端传来的 Hex（补 04）
     */
    public static String decryptFromFrontend(String hexCipher, String privateKey) {
        hexCipher = add04PrefixIfNeeded(hexCipher);
        byte[] cipherBytes = Hex.decodeHex(hexCipher);
        return sm2Decrypt(cipherBytes, privateKey);
    }

    private static String remove04Prefix(String hex) {
        return hex.startsWith("04") ? hex.substring(2) : hex;
    }

    private static String add04PrefixIfNeeded(String hex) {
        return hex.startsWith("04") ? hex : "04" + hex;
    }
}

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前端适配代码（JavaScript 版）

import { sm2 } from 'sm-crypto';

/**
 * 加密 → 传给后端（补 04）
 */
function encryptForBackend(plainText, publicKey) {
  const cipherText = sm2.doEncrypt(plainText, publicKey); // Hex 密文
  return "04" + cipherText; // 补 04
}

/**
 * 解密后端传来的 Hex（去 04）
 */
function decryptFromBackend(cipherText, privateKey) {
  if (cipherText.startsWith("04")) {
    cipherText = cipherText.substring(2); // 去 04
  }
  return sm2.doDecrypt(cipherText, privateKey);
}

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关键点总结

1. 编码差异

   • 前端默认 Hex，后端默认 Base64。
   • SM2 密文的 04 是椭圆曲线未压缩标识，部分库需要它，部分库不需要。

2. 转换规则

   方向	操作
   前端 → 后端	Hex 补 04
   后端 → 前端	Base64 → Hex → 去 04

3. 为什么 04 重要？

   • 某些库（如 Java 的 BouncyCastle）要求密文含 04，而 sm-crypto 默认不带。

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测试用例

1. 前端加密 → 后端解密

// 前端
const cipherText = encryptForBackend("Hello", "04公钥...");
// 发送 cipherText（带 04）到后端

// 后端
String plainText = Sm2CryptoUtils.decryptFromFrontend(cipherText, "私钥");

2. 后端加密 → 前端解密

// 后端
String cipherText = Sm2CryptoUtils.encryptForFrontend("Hello", "公钥");
// 返回 cipherText（无 04）到前端

// 前端
const plainText = decryptFromBackend(cipherText, "私钥");

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**常见问题 **

Q1：为什么前端生成的 Hex 不带 04？
A1：sm-crypto 默认使用压缩格式，而 04 是未压缩标识。可通过配置强制包含：

const cipherText = sm2.doEncrypt(plainText, publicKey, { mode: "uncompressed" }); // 含 04

Q2：后端如何判断 Hex 是否需要补 04？
A2：SM2 密文长度应为 64 字节（128 字符）或 65 字节（130 字符，含 04）。如果长度是 128，补 04；如果是 130，直接使用。

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通过上述方案，可彻底解决 SM2 前后端加解密的编码兼容性问题！