SM9标识密码算法--数字签名算法
推出符合中国国密局规范的sm9公钥引擎,为5g时代保驾护航
CIC中国集成电路ChinalntegratedCircult企业与产品
http：//（总第252-253期）2020·5-6·表1我国所有公开的商用国密算法的国际/国内标准相应对照
图1非对称加密公钥引擎的结构及其特征1SM9算法及其优势和特点SM9算法是由中国国家密码管理局于2016年3月28日发布、一种基于标识的密码算法（简称“IBC”），在2018年已成功纳入国际ISO标准ISO/IEC14888-3，并于2020年4月正式成为国家标准，将于2020年11月正式实施。相比于传统密码体系，SM9密码系统最大的优势就是无证书、投资低、易使用、易管理、高并发、能耗小、速度快。SM9算法的特点：一是应用十分广泛，可以实现各类数据的加密、身份认证等安全服务；二是由于它的易用性和高安全性，非常适合海量设备间的安全通信，在保障5G时代物联网领域的数据安全有着得天独厚的优势。2推出支持国内/国际标准的SM9产品SilexInsight通过将国密SM9标识密码算法添加到产品组合中，可支持如表1所示的所有公开可用的国密安全算法包括SM2，SM3和SM4等。SilexInsight是全球领先嵌入式系统安全IP解决方案独立供应商，其中非对称加密公钥引擎（PKE-PublicKeyEngine）是SilexInsight加密IP核中的一个重要组成部分，如图1所示，其特征：1）由于其超高的性能面积比，灵活可扩展性及完整的抗攻击安全策略；2）已在多个应用场景中被采用，如V2X,ADAS，视频监控，智能家居等；3）可为不同的安全需求和等级提供相应的解决方案。应该看到，这款基于非对称加密公钥引擎、支持国内/国际标
准的SM9产品可以满足任何ASIC或FPGA对于产品空间的要求，并在非常有限的空间推出符合中国国密局规范的SM9公钥引擎，为5G时代保驾护航SilexInsight（中国）供稿
92中国集成电路企业与产品ChinalntegratedCircultCIC
基于商密SM9的高效标识签密
密码学报
ISSN 2095-7025
CN 10-1195
/TN
E~
mail:
jcr@
cacrnet.
Journal of Cryptologic Research, 2021, 8(2): 314-329
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Tel/
Fax: +86-10-82789618
基于商密SM9的高效标识签密*
赖建昌\黄欣沂\何德彪
2,伍雄
1
1. 福建师范大学数学与信息学院福建省网络安全与密码技术重点实验室福建省应用数学中心，福州350007
2. 武汉大学网络安全学院空天信息安全与可信计算教育部重点实验室，武汉430072
通信作者：黄欣沂，E~mail: xyhuang@
摘要：签密融合了数字签名和数据加密的功能，有效减少系统的计算开销和通信开销.标识签密消除了
证书，避免了传统公钥密码体制中的证书管理问题.然而，现有标识签密方案主要以国外设计为主，不符合
核心技术自主创新、信息安全自主可控的要求.
SM9标识密码算法是我国自主设计的商用密码，已成为我
国密码行业标准，用于保护数据安全.本文凝练
SM9密码算法的核心技术，提出首个基于
SM9的高效签
密方案.方案具有定长的系统公钥、用户私钥和密文，其中用户私钥由一个群元素组成，密文由两个群元
素和
n比特组成（
ri为签名数据长度).方案的安全性基于
g-
SDH和
q-
BDHI困难问题假设.在随机谕言
模型中，证明方案在适应性选择消息和标识攻击糢型下满足存在性不可伪造，且在适应性选择密文攻击模
型下是不可区分的.理论分析表明，方案的通信开销和计算开销与现有高效标识签密方案相当，实验仿真
证明方案实际可行.
关键词：签密；
SM9;
CCA安全；标识密码
中图分类号：
TP309.7 文献标识码：
A
DOI: 10.13868/
j.
cnki.
jcr.000440
中文引用格式：赖建昌，黄欣沂，何德彪，伍玮.基于商密SM9的高效标识签密问.密码学报，2021，8(2): 314-.
完整性措施相关的国产加密算法
完整性措施相关的国产加密算法
国产密码算法
国产密码算法是指由国家密码研究相关机构自主研发，具有相关知识产权的商用密码算法。为了保障商用密码安全，国家商用密码管理办公室制定了一系列密码标准，包括SSF33、SM1分组密码算法（SCB2）、SM2椭圆曲线公钥密码算法、SM3密码杂凑算法、SM4分组密码算法、SM7分组密码算法、SM9标识密码算法、祖冲之密码算法等。
1、SM1分组密码算法
SM1是由国家密码管理局编制的一种商用密码分组标准对称算法，分组长度和密钥长度均为128位，算法的安全保密强度及相关软硬件实现性能与AES算法相当，目前该算法尚未公开，仅以IP核的形式存在于芯片中，调用该算法时，需要通过加密芯片的接口进行调用。
2、*SM2公钥密码算法
SM2算法是国家密码据于2010年12月17日发布的国密标准椭圆曲线加密算法，是一种基于ECC算法的非对称加密算法，SM2椭圆曲线公钥密码算法是我国自主设计的公钥密码算法，包括SM2-1椭圆曲线数字签名算法，SM2-2椭圆曲线密钥交换协议，SM2-3椭圆曲线公钥加密算法，分别用于实现数字签名密钥协商和数据加密等功能。SM2算法与RSA算法不同的是，SM2算法是基于椭圆曲线上点群离散对数难题，对于一般椭圆曲线的离散对数问题，目前只存在指数级计算复杂度的求解方法。与大数分解问题及有限域上离散对数问题相比，椭圆曲线离散对数问题的求解难度要大得多。因此，在相同安全程度要求下，椭圆曲线密码较其他公钥密码所需的秘钥规模要小得多。相对于RSA算法，256位的SM2密码强度已经比2048位的RSA密码强度要高。其加密强度为256位，密钥长度短，安全程度高，可用于数字签名、密钥交换、公钥加密。
3、*SM3密码杂凑算法
SM3是我国采用的一种密码散列函数标准，由国家密码管理局于2010年12月17日发布。相关标准为“GM/T0004-2012《SM3密码杂凑算法》”。据国家密码管理局表示，其安全性及效率与SHA-256相当，也叫密码杂凑算法，属于哈希（摘要）算法的一种，功能与MD5，SHA-1相同。对长度小于264比特的消息m，经过填充、压缩，生成256位杂凑值，和SM2算法一起被公布，该算法位不可逆的算法。在商用密码体系中，SM3主要用于数字签名及验证、消息认证码生成及验证、随机数生成等，可满足多种密码应用的安全需求，算法已公开。
中国商用密码算法
中国商用密码算法是中国的商用密码标准，用于保护电子交易、远程登录、网上银行等数据安全。中国商用密码算法包括SM9标识密码算法、SM2椭圆曲线公钥密码算法、SM3密码杂凑算法、SM4分组密码算法和SM9标识密码算法等。
SM9标识密码算法是一种基于标识的密码算法，它利用用户的标识信息进行加密和解密操作。这种算法可以保证只有标识信息匹配的用户才能进行通信，从而提高了通信的安全性。
SM2椭圆曲线公钥密码算法是一种基于椭圆曲线的公钥密码算法，利用椭圆曲线的性质进行加密和解密操作。相比于传统的基于大数因数分解的公钥密码算法，SM2算法具有更高的安全性。
SM3密码杂凑算法是一种用于生成数字签名的密码杂凑算法，它将任意长度的数据转化为固定长度的哈希值，并保证不同的数据生成的哈希值不同。SM3算法可以用于验证数据的完整性和真实性。
SM4分组密码算法是一种分组密码，它将明文分成固定长度的组，并利用密钥进行加密和解密操作。相比于传统的基于替换的密码算法，SM4算法具有更高的安全性。
除了上述的商用密码算法外，中国还制定了一系列相关的标准和规范，以确保商用密码的安全性和可靠性。同时，中国也在积极推动商用密码的应用和推广，以提高电子交易、远程登录、网上银行等数据的安全性。
总的来说，中国商用密码算法是一种安全可靠的密码标准，可以保护数据的安全性和完整性。随着互联网和电子商务的快速发展，商用密码算法的应用也越来越广泛，对于保障国家安全和经济发展具有重要意义。
国密SM9_算法在物联网安全领域的应用
Telecom Power Technology· 130 ·Aug. 25, 2023, Vol.40 No.16 2023年8月25日第40卷第16期
通信网络技术DOI：10.19399/ki.tpt.2023.16.041
国密SM9算法在物联网安全领域的应用
杜海华1，罗 奎2
（1.杭州杰普仕通信技术有限公司，浙江 杭州 310000；2.杭州泽傲网络科技有限公司，浙江 杭州 310000）
摘要：物联网正在让世界变得更智能、更方便。然而，随着其广泛应用，敏感数据隐私等安全问题日益严重，加密是物联网中保护数据隐私的一种有效而重要的手段。以物联网为研究场景，说明物联网系统存在的安全威胁，以国密SM9算法为研究对象，重点阐述了其签名方案原理，考虑大规模终端的应用场景，基于融合云技术构建的终端互联场景，集成了SAM模块，防止重放攻击、边信道攻击等影响身份认证，提高终端接入的安全管控能力，助力物联网安全防御体系的建设。关键词：SM9算法；物联网（IoT）；安全防护；身份认证
Research on the Application of State Secret SM9 Algorithm in Internet of Things Security
DU Haihua1, LUO Kui2(1.Hangzhou Jiepshi Communication Technology Co., Ltd., Hangzhou 310000, China; 2.Hangzhou Zeao Network Technology Co., Ltd., Hangzhou 310000, China)
Abstract: The Internet of Things(IoT) is making the world smarter and more convenient. However, with its wide application, security issues such as sensitive data privacy are becoming increasingly serious, and encryption is an effective and important means to protect data privacy in the Internet of Things. Taking the Internet of Things as the research scenario, this paper explains the security threats existing in the Internet of Things system, takes the state secret SM9 algorithm as the research object, and focuses on the principle of its signature scheme. Considering the application scenarios of large-scale terminals, the terminal interconnection scenario built based on fusion cloud technology integrates SAM module to prevent replay attacks and side channel attacks from affecting identity authentication. Improve the security control ability of terminal access, and help the construction of the Internet of Things security defense system.Keywords: SM9 algorithm; Internet of Things(IoT); safety protection; identity authentication
基于SM9门限签名的电力终端安全认证方案
收稿日期:2020-02-25;修回日期:2020-06-08基金项目:国家重点研发计划(2018YFB0904905);中国南方电网有限责任公司科技项目(ZBKJXM20180347)通信作者:喇 元(1980-),男,硕士,高级工程师,主要从事电力信息化、信息安全等方面的研究;E-mail:spring_bold_168@第37卷第4期电力科学与技术学报Vol.37No.42022年7月JOURNALOFEIECTRICPOWERSCIENCEANDTECHNOLOGYJul.2022
基于SM9门限签名的电力终端安全认证方案
喇 元1,赵继光2,张 伟2
(1.中国南方电网有限责任公司,广东广州510623;2.南方电网数字电网研究院有限公司,广东广州510633)
摘 要:考虑智能电网场景下海量电力终端的安全认证需求,针对密钥在电力终端安全便捷的存储、使用问题,提出基于SM9门限签名的电力终端安全认证方案。首先,将无证书标识密码技术应用于电力终端,以解决原有的PKI
防护体系中证书管理复杂等缺陷;其次,结合门限密码学的思想,对标准的SM9数字签名算法进行改进,将SM9私钥进行分割、存储,并在电力终端使用私钥签名过程中,采用电力终端与服务端交互计算后合成签名的方法,再以此方法为基础构建电力终端的安全认证方案;最后,经详细理论推导和分析证明方案的正确性和安全性,并通过实验算例验证方案的有效性。关 键 词:智能电网;电力终端;SM9算法;门限签名;安全认证DOI:10.19781/j.issn.1673-9140.2022.04.021 中图分类号:TM76 文章编号:1673-9140(2022)04-0183-06
Securityauthenticationschemeforpowerterminalsbasedon
theSM9thresholdsignature
LAYuan1,ZHAOJiguang2,ZHANGWei2
爬虫逆向基础，认识SM1-SM9、ZUC国密算法
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【01x00】 简介
国密即国家密码局认定的国产加密算法，爬⾍⼯程师在做 JS 逆向的时候，会遇到各种各样的加密算法，其中 RSA、AES、SHA 等算法是最常见的，这些算法都是国外的，在 K 哥以前的⽂章⾥也有介
绍：
事实上从 2010 年开始，我国国家密码管理局就已经开始陆续发布了⼀系列国产加密算法，这其中就包括 SM1、SM2、SM3 、SM4、SM7、SM9、ZUC（祖冲之加密算法）等，SM 代表商密，即商业
密码，是指⽤于商业的、不涉及国家秘密的密码技术。SM1 和 SM7 的算法不公开，其余算法都已成为 ISO/IEC 国际标准。
在这些国产加密算法中，SM2、SM3、SM4 三种加密算法是⽐较常见的，在爬取部分 gov ⽹站时，也可能会遇到这些算法，所以作为爬⾍⼯程师是有必要了解⼀下这些算法的，如下图所⽰某 gov ⽹站就使⽤了 SM2 和 SM4 加密算法：
【02x00】算法概述
算法名称算法类别应⽤领域特点
SM1对称（分组）加密算法芯⽚分组长度、密钥长度均为 128 ⽐特
SM2⾮对称（基于椭圆曲线 ECC）加密算法数据加密ECC 椭圆曲线密码机制 256 位，相⽐ RSA 处理速度快，消耗更少
SM3散列（hash）函数算法完整性校验安全性及效率与 SHA-256 相当，压缩函数更复杂
SM4对称（分组）加密算法数据加密和局域⽹产品分组长度、密钥长度均为 128 ⽐特，计算轮数多
SM7对称（分组）加密算法⾮接触式 IC 卡分组长度、密钥长度均为 128 ⽐特
SM9标识加密算法（IBE）端对端离线安全通讯加密强度等同于 3072 位密钥的 RSA 加密算法
ZUC对称（序列）加密算法移动通信 4G ⽹络流密码
【03x00】算法详解
【03x01】SM1 分组加密算法
国产商用密码算法的国际标准化及其对应关系
- 20 -本刊特约
谢宗晓 博士
“十二五”国家重点图书出版规划项目《信息安全管理体系丛书》执行主编。自2003年起，从事信息
安全风险评估与信息安全管理体系的咨询与培训工作。目前，已发表论文160多篇，出版专著20多本。
信息安全管理系列之七十
在对国际标准进行采标的过程中，由于国内的密码管理要求，需要将国际密码算法替换成国产
商用密码算法。之前的几期中，我们对于国产商用密码算法相关标准及大致原理，进行了系统的介绍，
但是并没有介绍国产商用密码算法的国际化问题。在下文中，主要介绍了国产商用密码算法对应的
国际标准情况。
谢宗晓（特约编辑）
国产商用密码算法的国际标准化及其对应关系
谢宗晓（中国金融认证中心）
董坤祥（山东财经大学）
甄杰
（重庆工商大学）
摘要：对国产商用密码算法ZUC、SM4、SM2、SM9和SM3对应的密码行业标准、国家标准、国际标准以及对应
的国际密码算法进行了梳理。
关键词：国产商用密码算法 国际标准 密码算法 SM系列算法
International Standardization of Domestic Commercial Cryptographic Algorithms
and Their Corresponding Relations
Xie Zongxiao (China Financial Certification Authority)
Dong Kunxiang (Shandong University of Finance and Economics)
Zhen Jie (Chongqing Technology and Business University)
Abstract: In this paper, the domestic commercial cryptographic algorithms ZUC, SM4, SM2, SM9 and SM3
corresponding cryptographic industry standards, national standards, international standards and the corresponding
国产密码算法及应用
国产密码算法及应用
商用密码;是指能够实现商用密码算法的加密、解密和认证等功能的技术..包括密码算法编程技术和密码算法芯片、加密卡等的实现技术..商用密码技术是商用密码的核心;国家将商用密码技术列入国家秘密;任何单位和个人都有责任和义务保护商用密码技术的秘密..
商用密码的应用领域十分广泛;主要用于对不涉及国家秘密内容但又具有敏感性的内部信息、行政事务信息、经济信息等进行加密保护..比如各种安全认证、网上银行、数字签名等..
为了保障商用密码安全;国家商用密码管理办公室制定了一系列密码标准;包括SSF33、SM1SCB2、SM2、SM3、SM4、SM7、SM9、祖冲之密码算法等等..其中SSF33、SM1、SM4、SM7、祖冲之密码
是对称算法；SM2、SM9是非对称算法；SM3是哈希算法..
目前已经公布算法文本的包括SM2椭圆曲线公钥密码算法、SM3密码杂凑算法、SM4分组密码算法等..
一、 国密算法简介
1. SM1对称密码
国密SM1算法是由国家密码管理局编制的一种商用密码分组标准对称算法;分组长度为128位;密钥长度都为128比特;算法安全保密强度及相关软硬件实现性能与AES相当;算法不公开;仅以IP核的形式存在于芯片
中..
采用该算法已经研制了系列芯片、智能IC卡、智能密码钥匙、加密卡、加密机等安全产品;广泛应用于电子政务、电子商务及国民经济的各个应用领域包括国家政务通、警务通等重要领域..
2. SM2椭圆曲线公钥密码算法
SM2算法就是ECC椭圆曲线密码机制;但在签名、密钥交换方面不同于ECDSA、ECDH等国际标准;而是采取了更为安全的机制..国密SM2算法标准包括4个部分;第1部分为总则;主要介绍了ECC基本的算法描述;包括素数域和二元扩域两种算法描述;第2部分为数字签名算法;这个算法不同于ECDSA算法;其计算量大;也比ECDSA复杂些;也许这样会更安全吧;第3部分为密钥交换协议;与ECDH功能相同;但复杂性高;计算量加大;第4部分为公钥加密算法;使用ECC公钥进行加密和ECC私钥进行加密算法;其实现上是在ECDH上分散出流密钥;之后与明文或者是密文进行异或运算;并没有采用第3部分的密钥交换协议产生的密钥..对于SM2算法的总体感觉;应该是国家发明;其计算上比国际上公布的ECC算法复杂;相对来说算法速度可能慢;但可能是更安全一点..
国产密码算法及应用报告
国产密码算法及应用报告
国产密码算法及应用
商用密码，是指能够实现商用密码算法的加密、解密和认证等功能的技术。（包括密码算法编程技术和密码算法芯片、加密卡等的实现技术）。商用密码技术是商用密码的核心，国家将商用密码技术列入国家秘密，任何单位和个人都有责任和义务保护商用密码技术的秘密。
商用密码的应用领域十分广泛，主要用于对不涉及国家秘密内容但又具有敏感性的内部信息、行政事务信息、经济信息等进行加密保护。比如各种安全认证、网上银行、数字签名等。
为了保障商用密码安全，国家商用密码管理办公室制定了一系列密码标准，包括SSF33、SM1（SCB2）、SM2、SM3、SM4、SM7、SM9、祖冲之密码算法等等。其中SSF33、SM1、SM4、SM7、祖冲之密码
是对称算法；SM2、SM9是非对称算法；SM3是哈希算法。
目前已经公布算法文本的包括SM2椭圆曲线公钥密码算法、SM3密码杂凑算法、SM4分组密码算法等。
一、 国密算法简介
1. SM1对称密码
国密SM1算法是由国家密码管理局编制的一种商用密码分组标准对称算法，分组长度为128位，密钥长度都为128比特，算法安全
密码杂凑算法给出了杂凑函数算法的计算方法和计算步骤，并给出了运算示例。此算法适用于商用密码应用中的数字签名和验证，消息认证码的生成与验证以及随机数的生成，可满足多种密码应用的安全需求。在SM2、SM9标准中使用。此算法对输入长度小于2的64次方的比特消息，经过填充和迭代压缩，生成长度为256比特的杂凑值，其中使用了异或，模，模加，移位，与，或，非运算，由填充，迭代过程，消息扩展和压缩函数所构成。
SM3算法包括预处理、消息扩展和计算Hash值三部分。预处理部分由消息填充和消息分组两部分组成。首先将接收到的消息末尾填充一个“1” ， 再添加k个“0”，使得填充后的数据成为满足length
= 448mod512bit的数据长度，再在末尾附上64bit消息长度的二进制表示数， 然后将消息分成512bit的子块，最后将每个512bit的消息子块扩展成132个字用于Hash值的计算。SM3算法计算流程图如图所示。