商用密码简介

商用密码概述

——中华人民共和国密码法(草案征求意见稿)【有关商用密码的法条】

第七条 国家将密码分为核心密码、普通密码、商用密码,实行分类管理。

第十条 核心密码、普通密码可以用于保护国家秘密信息。商用密码用于保护不属于国家秘密的信息。 【核心密码用于保护党、政、军的核心机密;普通密码用于保护国家和事企业单位的低于核心密码而高于商业密码的密码信息】

第十一条 国家密码管理部门对销售或者在经营活动中使用的商用密码产品,以及从事商用密码服务的机构实施许可。商用密码产品、服务管理目录由国家密码管理部门制定并公布。

第十四条 商用密码服务机构、电子政务电子认证服务机构开展密码相关服务,应当遵守法律、法规的规定和密码相关国家标准的强制性要求。

第十六条 国家对密码进出口实行管制。核心密码、普通密码禁止出口。国务院商务主管部门、国家密码管理部门依法对商用密码进出口实施许可。商用密码进出口管制清单由国务院商务主管部门会同国家密码管理部门和海关总署制定并公布。

第三十三条 违反本法第十一条、第十三条规定,未经许可或者认定,经营商用密码产品或者从事商用密码服务、电子政务电子认证服务的,由密码管理部门或者工商行政管理部门责令改正或者停止违法行为,给予警告,没收违法产品和违法所得,可以并处罚款。

第三十四条 商用密码服务机构、电子政务电子认证服务机构违反本法第十四条规定开展密码相关服务的,由密码管理部门责令改正或者停止违法行为,给予警告,没收违法所得,可以并处罚款;情节严重的,由国家密码管理部门吊销密码相关资质。

我国商业密码政策:

  1. 国家密码管理局统一领导;
  2. 国家密码管理局办公室集中管理;
  3. 研制只允许定点单位进行;
  4. 专控经营:经许可的单位才能经营;
  5. 满足使用:国内各单位都可以申请使用。

我国商用密码概况:

  • 密码的公开设计原则

密码的安全应仅依赖于对密钥的保密,不依赖于对算法的保密。

  • 公开设计原则并不要求使用时公开所有的密码算法

核心密码不能公布算法;     

核心密码的设计也要遵循公开设计原则。

  • 商用密码应当公开算法

①美国DES开创了公开商用密码算法的先例;

②美国经历DES (公开) - EES (保密)→AES (公开)。

③欧洲也公布商用密码算法

  •  我国在密码技术方面具有优势:

密码理论、密码分析

  •  长期以来不公开密码算法,只提供密码芯片

少数专家设计,难免有疏漏;难于标准化,不利于推厂应用。

  •  2006年2月我国公布了部分商用密码算法;

★商用密码管理更科学化、与国际接轨;

★将促进我国商用密码的发展。

 

国密算法是国家商用密码管理办公室指定的一系列的密码标准,即已经被国家密码局认定的国产密码算法,又称商用密码(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),保障在金融,医疗等领域的信息传输安全。

国密算法可分为对称算法和非对称算法,对称算法包括了SM1,SM4,SM7,祖冲之密码(zuc),非对称算法包括SM2,SM9。还有SM3是哈希算法,SM1和SM7对外是不公开的,想要调用的话,需要通过加密芯片的接口才可以。

国密算法的发展

应用领域:4G无线通信、新一代宽带无线移动通信系统(LTE)国际标准

算法类型:流密码(序列密码)

密码学基础知识(五)序列密码 - 兮先生的博客 - CSDN博客

用途:完整性、加密。

组成:祖冲之算法集(ZUC算法)是由我国学者自主设计的加密和完整性算法,包括祖冲之算法、加密算法128-EEA3和完整性算法128-EIA3。

ZUC算法由3个基本部分组成,依次为:1、比特重组;2、非线性函数F;3、线性反馈移位寄存器(LFSR)。

祖冲之算法集

 

祖冲之算法集(ZUC算法)是由我国学者自主设计的加密和完整性算法,包括祖冲之算法、加密算法128-EEA3和完整性算法128-EIA3,已经被国际组织3GPP推荐为4G无线通信的第三套国际加密和完整性标准的侯选算法。由中国科学院信息工程研究所信息安全国家重点实验室和中国科学院数据与通信保护研究教育中心(DCS中心)联合主办的《第一届祖冲之算法国际研讨会》于2010年12月2至3在北京召开。本次国际研讨会对于加强祖冲之算法研究分析成果的国内和国际交流,扩大祖冲之算法的公开平评估范围,加强祖冲之算法的安全性评估力度,进而推进祖冲之算法4G通信国际加密标准的进度具有重要的现实意义。

据了解,日本福冈召开的第53次3GPP系统架构组会议上,我国祖冲之密码算法(ZUC)被批准成为新一代宽带无线移动通信系统(LTE)国际标准。祖冲之密码算法的名字源于我国古代数学家祖冲之,祖冲之算法集是由我国学者自主设计的加密和完整性算法,是一种流密码。它是两个新的LTE算法的核心,这两个LTE算法分别是加密算法128-EEA3和完整性算法128-EIA3。ZUC算法由3个基本部分组成,依次为:1、比特重组;2、非线性函数F;3、线性反馈移位寄存器(LFSR)。

相关人士认为ZUC成为国际标准提高了我国在移动通信领域的地位和影响力,对我国移动通信产业和商用密码产业发展均具有重大而深远的意义。据悉,祖冲之密码算法是我国商用密码算法首次走出国门,参与国际标准竞争,扩大了祖冲之算法的公开平评估范围。

 

SM1对称密码

SM1 算法是分组对称算法,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)。

 

SM2椭圆曲线公钥密码算法

SM2为非对称加密,基于ECC。该算法已公开。由于该算法基于ECC,故其签名速度与秘钥生成速度都快于RSA。ECC 256位(SM2采用的就是ECC 256位的一种)安全强度比RSA 2048位高,但运算速度快于RSA。它是一种先进安全的公钥密码算法,在我们国家商用密码体系中被用来替换RSA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。另外,SM2推荐了一条256位的曲线作为标准曲线。

 

SM3杂凑算法

SM3是一种哈希算法,其算法本质是给数据加一个固定的长度的指纹,这个固定指纹长度就是256bit,用于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。可以在SM2,SM9标准中使用

 

SM4对称算法

SM4算法是一种分组密码算法,用于无限局域网产品,该算法的分组长度为128bit,加密算法与密钥扩展算法都采用32轮非线性迭代结构。解密算法与加密算法的结构相同,只是轮密钥的使用顺序相反,解密轮密钥是加密轮密钥的逆序。

 

SM7对称密码

SM7算法是一种分组密码算法,分组长度为128比特,密钥长度为128比特。SM7适用于非接触式IC卡,应用包括身份识别类应用(门禁卡、工作证、参赛证),票务类应用(大型赛事门票、展会门票),支付与通卡类应用(积分消费卡、校园一卡通、企业一卡通等),其跟SM1一样,是不被公开的,想要使用,需要添加加密芯片才能调用。

 

SM9标识密码算法

为了降低公开密钥系统中密钥和证书管理的复杂性,以色列科学家、RSA算法发明人之一Adi Shamir在1984年提出了标识密码(Identity-Based Cryptography)的理念。标识密码将用户的标识(如邮件地址、手机号码、QQ号码等)作为公钥,省略了交换数字证书和公钥过程,使得安全系统变得易于部署和管理,非常适合端对端离线安全通讯、云端数据加密、基于属性加密、基于策略加密的各种场合。2008年标识密码算法正式获得国家密码管理局颁发的商密算法型号:SM9(商密九号算法),为我国标识密码技术的应用奠定了坚实的基础。

SM9算法不需要申请数字证书,适用于互联网应用的各种新兴应用的安全保障。如基于云技术的密码服务、电子邮件安全、智能终端保护、物联网安全、云存储安全等等。这些安全应用可采用手机号码或邮件地址作为公钥,实现数据加密、身份认证、通话加密、通道加密等安全应用,并具有使用方便,易于部署的特点,从而开启了普及密码算法的大门。

与SM2类似,包含四个部分:总则,数字签名算法,密钥交换协议以及密钥封装机制和公钥加密算法。在这些算法中使用了椭圆曲线上的对这一个工具,不同于传统意义上的SM2算法,可以实现基于身份的密码体质,也就是公钥与用户的身份信息即标识相关,从而比传统意义上的公钥密码体质有许多优点,省去了证书管理等。

 

现在越来越多行业要求使用国密算法对数据做加解密保护,而国密算法也不像以前那般神秘,集成有国密算法的产品也越来越普遍。武汉瑞纳捷是国密定点生产单位,其国密安全芯片RJMU401,硬件集成国密算法SM1、SM2、SM3、SM4,也集成国际算法3DES、AES、RSA2048、SHA256,芯片具有18KB 的RAM和550KB的FLASH,支持ISO7816和SPI接口。RJMU401已获得国密密码局颁发的国密型号资质。

参考文献

GMSM —— 国密简介、概念(SM1-9)、ZUC祖冲之算法 - The_Reader的博客 - CSDN博客

二、我国商用密码SMS4.ppt 25页

《祖冲之序列密码算法》(国密) - cbema - CSDN博客

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