/**
* 描述：SM算法类，提供SM2, SM3和SM4加解密算法接口
* 版本：V1.0.0.0
* 日期：2023/08
*/
#ifndef SMCLASS_H
#define SMCLASS_H
#include <memory>
#include <QLibrary>
#include <QMutex>
#include "defs.h"
#ifndef _stdcall
#define _stdcall
#endif
// sm2
typedef bool(_stdcall *psm2CreateKey)(sm2_context* ctx);
typedef bool(_stdcall *psm2PublicKey)(sm2_context* ctx, uint8_t key[130]);
typedef bool(_stdcall *psm2PublicKeyASN1)(sm2_context* ctx, uint8_t* key, size_t* keylen);
typedef bool(_stdcall *psm2PublicKeyToPem)(sm2_context* ctx, const char* path, int len);
typedef bool(_stdcall *psm2SetPublicKey)(sm2_context* ctx, int mode, const uint8_t* data, size_t len);
typedef bool(_stdcall *psm2EncryptRaw)(sm2_context* ctx, int mode, const uint8_t* msg, size_t len, uint8_t* output, size_t* outlen);
typedef bool(_stdcall *psm2DecryptRaw)(sm2_context* ctx, int mode, const uint8_t* msg, size_t len, uint8_t* output, size_t* outlen);
typedef bool(_stdcall *psm2EncryptASN1)(sm2_context* ctx, const uint8_t* msg, size_t len, uint8_t* output, size_t* outlen);
typedef bool(_stdcall *psm2DecryptASN1)(sm2_context* ctx, const uint8_t* msg, size_t len, uint8_t* output, size_t* outlen);
typedef bool(_stdcall *psm2Signature)(sm2_context* ctx, const uint8_t* msg, size_t len, uint8_t* sign, size_t* siglen);
typedef bool(_stdcall *psm2VerifySign)(sm2_context* ctx, const uint8_t* msg, size_t len, const uint8_t* sign, size_t siglen);
// sm3
typedef void(_stdcall *psm3)(uint8_t*input, int len, uint8_t output[64]);
//typedef int(_stdcall *psm3_file)(char* path, unsigned char output[32]);
// sm4
typedef int (_stdcall *psm4Encrypt)(const char* key, size_t len, const char* input, size_t inlen, char* output, size_t* outlen);
typedef int (_stdcall *psm4Decrypt)(const char* key, size_t len, const char* input, size_t inlen, char* output, size_t* outlen);
typedef void(_stdcall *psm4RandKey)(uint8_t* key, size_t len);
typedef void(_stdcall *psm4SetKeyEnc)(sm4_context* ctx, const uint8_t key[32]);
typedef void(_stdcall *psm4SetKeyDec)(sm4_context* ctx, const uint8_t key[32]);
typedef int(_stdcall *psm4EncryptEcb)(sm4_context *ctx, const uint8_t* input, int length, uint8_t* output);
typedef int(_stdcall *psm4DecryptEcb)(sm4_context *ctx, const uint8_t* input, int length, uint8_t* output);
typedef int(_stdcall *psm4EncryptCbc)(sm4_context *ctx, const uint8_t iv[32], const uint8_t* input, size_t len, uint8_t* output);
typedef int(_stdcall *psm4DecryptCbc)(sm4_context *ctx, const uint8_t iv[32], const uint8_t* input, size_t len, uint8_t* output);
class SMClass
{
private:
using pUchar = std::unique_ptr<uint8_t[]>;
SMClass();
SMClass(const SMClass&) =delete;
SMClass& operator=(const SMClass&) =delete;
public:
static SMClass* Instance();
~SMClass();
/**
* @brief 装载函数接口
*/
void LoadFunc();
/**
* @brief 释放函数接口
*/
void Release();
/**
* 描述： 创建sm2算法的密钥对
* 参数：
* ctx 上下文结构体，不能为空
*/
bool Sm2CreateKey(sm2_context* ctx);
/**
* 描述： 获取上下文中未压缩的公钥信息
* 参数：
* ctx 上下文结构体
* Key 二进制公钥信息，固定长度65 bytes
*/
bool Sm2PublicKey(sm2_context* ctx, QString& key);
/**
* 描述： 获取上下文中ASN1编码的公钥信息
* 参数：
* ctx 上下文结构体
* Key 二进制公钥信息
*/
bool Sm2PublicKeyASN1(sm2_context* ctx, QString& key);
/**
* 描述： 从上下文中导出公钥信息到PEM文件
* 参数：
* ctx 上下文结构体
* path pem文件路径
*/
bool Sm2PublicKey2Pem(sm2_context* ctx, const QString& path);
/**
* 描述： 设置公钥信息到上下文中
* 参数：
* ctx 上下文结构体
* mode 0-Hex格式，1-ASN1编码格式，2-Pem数据
* data 二进制公钥数据(16进制)
*/
bool Sm2SetPublicKey(sm2_context* ctx, int mode, const QString& data);
/**
* 描述： 不压缩消息加密
* 参数：
* ctx 上下文结构体
* mode 0-C1 C2 C3排列，1-C1 C3 C2排列
* msg 待加密信息(最大长度255)
* output 输出加密信息
*/
bool Sm2EncryptRaw(sm2_context* ctx, int mode, const QString& msg, QString& output);
/**
* 描述： 不压缩消息解密
* 参数：
* ctx 上下文结构体
* mode 0-C1 C2 C3排列，1-C1 C3 C2排列
* msg 待解密信息
* output 输出明文
*/
bool Sm2DecryptRaw(sm2_context* ctx, int mode, const QString& msg, QString& output);
/**
* 描述： ASN1编码消息加密
* 参数：
* ctx 上下文结构体
* msg 待加密信息(最大长度255)
* output 输出加密信息
*/
bool Sm2EncryptASN1(sm2_context* ctx, const QString& msg, QString& output);
/**
* 描述： ASN1编码消息解密
* 参数：
* ctx 上下文结构体
* msg 待解密信息
* output 输出明文
*/
bool Sm2DecryptASN1(sm2_context* ctx, const QString& msg, QString& output);
/**
* 描述： 私钥签名
* 参数：
* ctx 上下文结构体
* msg 待签名数据
* sign 签名数据
*/
bool Sm2Signature(sm2_context* ctx, const QString& msg, QString& sign);
/**
* 描述： 公钥验证签名
* 参数：
* ctx 上下文结构体
* msg 待验证密文数据(Hex)
* sign 签名数据
* 返回值 true-验证通过，false-验证失败
*/
bool Sm2VerifySign(sm2_context* ctx, const QString& msg, const QString& sign);
/**
* 描述： 计算输入数据input的256位哈希值
* 参数：
* input 输入数据
* output 输出256位消息摘要
*/
void Sm3Hash(const QString& input, QString& output);
/**
* 描述： SM4 自定义加密
* 参数：
* key 自定义密钥
* input 待加密数据
* output 输出的密文数据
* 返回值：
* 输出数据长度,<=0为失败
*/
int Sm4Encrypt(const QString& key, const QString& input, QString& output);
/**
* 描述： SM4 自定义解密
* 参数：
* key 自定义密钥
* input 待解密数据
* output 输出的明文数据
* 返回值：
* 输出数据长度,<=0为失败
*/
int Sm4Decrypt(const QString& key, const QString& input, QString& output);
/**
* 描述： SM4产生随机密钥
* 参数：
* key 密钥数据，长度固定16 bytes
*/
void Sm4RandKey(QString& key);
/**
* 描述： SM4加密密钥扩展
* 参数：
* ctx 上下文结构体
* key 原始128位密钥
*/
void Sm4KeyEncrypt(sm4_context* ctx, const QString& key);
/**
* 描述： SM4解密密钥扩展
* 参数：
* ctx 上下文结构体
* key 原始128位密钥
*/
void Sm4KeyDecrypt(sm4_context* ctx, const QString& key);
/**
* 描述： SM4-ECB方式加密128bit
* 参数：
* ctx 上下文结构体
* input 输入信息(pkcs7填充)
* output 输出信息
* 返回值：
* int 密文长度
*/
int Sm4EncryptEcb(sm4_context *ctx, const QString& input, QString& output);
/**
* 描述： SM4-ECB方式解密128bit
* 参数：
* ctx 上下文结构体
* input 输入信息(pkcs7填充)
* output 输出信息
* 返回值：
* int 明文长度
*/
int Sm4DecryptEcb(sm4_context *ctx, const QString& input, QString& output);
/**
* 描述： SM4-CBC方式加密128bit
* 参数：
* ctx 上下文结构体
* iv 初始化向量(IV)，通常采用随机数值或者预设的固定值，长度16 bytes
* input 输入信息(pkcs7填充)
* output 输出信息
* 返回值：
* int 密文长度
*/
int Sm4EncryptCbc(sm4_context *ctx, const QString& iv, const QString& input, QString& output);
/**
* 描述： SM4-CBC方式解密128bit
* 参数：
* ctx 上下文结构体
* iv 初始化向量(IV)，通常采用随机数值或者预设的固定值，长度16 bytes
* input 输入信息(pkcs7填充)
* output 输出信息
* 返回值：
* int 明文长度
*/
int Sm4DecryptCbc(sm4_context *ctx, const QString& iv, const QString& input, QString& output);
/* 返回其他进程的结果，防止curl库的干扰 */
void ExeSm3Hash(const QString& input, QString& out);
int ExeSm4Encrypt(const QString& key, const QString& input, QString& out);
int ExeSm4Decrypt(const QString& key, const QString& input, QString& out);
void sm3(const QString& input, QString& out);
int sm4Enc(const QString& key, const QString& input, QString& out);
int sm4Dec(const QString& key, const QString& input, QString& out);
private:
QString uchartoHex(uint8_t* input, size_t size);
std::unique_ptr<uint8_t[]> hextoUchar(const QString& hexString, size_t& size);
void readResultAndDelete(const QString& fileName, QString& out);
private:
static SMClass* s_inst;
static QMutex s_mtx;
QLibrary* m_plib;
psm2CreateKey m_pfCreateK;
psm2PublicKey m_pfPubKey;
psm2PublicKeyASN1 m_pfPubKeyASN1;
psm2PublicKeyToPem m_pfPubKey2Pem;
psm2SetPublicKey m_pfSetPubKey;
psm2EncryptRaw m_pfEncRaw;
psm2DecryptRaw m_pfDecRaw;
psm2EncryptASN1 m_pfEncrypt;
psm2DecryptASN1 m_pfDecrypt;
psm2Signature m_pfSignature;
psm2VerifySign m_pfVerifySign;
psm3 m_pfSm3;
//psm3_file m_pfSm3File;
psm4Encrypt m_pfSm4Encrypt;
psm4Decrypt m_pfSm4Decrypt;
psm4RandKey m_pfSm4RandKey;
psm4SetKeyEnc m_pfSm4Enc;
psm4SetKeyDec m_pfSm4Dec;
psm4EncryptEcb m_pfSm4EncEcb;
psm4DecryptEcb m_pfSm4DecEcb;
psm4EncryptCbc m_pfSm4EncCbc;
psm4DecryptCbc m_pfSm4DecCbc;
};
#endif // SMCLASS_H