淘宝禁止了网站建设类,注册城乡规划师报考条件2023,做网站的不给源文件,电子商务网站建设作用国密算法概述1 SM1对称密码2 SM2椭圆曲线公钥密码算法3 SM3杂凑算法4 SM4对称算法5 SM7对称密码6 SM9标识密码算法7 ZUC祖冲之算法总结算法名称算法类别应用领域特点SM1对称密码算法芯片分组长度、密钥长度均为 128 比特SM2公钥密码算法加密ECC椭圆曲线密码机制256位 相比RSA处理速度快消耗更少SM3Hash函数算法完整性安全性及效率与SHA-256相当 压缩函数更复杂SM4对称密码算法无线局域网产品分组长度、密钥长度均为 128 比特 计算轮数多SM7对称密码算法非接触式IC卡分组长度、密钥长度均为 128 比特SM9标识密码算法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序列密码算法移动通信4G网络流密码
概述
众所周知为了保障商用密码的安全性国家商用密码管理办公室制定了一系列密码标准包括SM1SCB2、SM2、SM3、SM4、SM7、SM9、祖冲之密码算法ZUC)那等等。 在金融领域目前主要使用公开的SM2、SM3、SM4三种商用密码算法分别为非对称加密算法、哈希算法和对称加密算法。
其中SM1、SM4、SM7、祖冲之密码ZUC是对称算法SM2、SM9是非对称算法SM3是哈希算法。目前这些算法已广泛应用于各个领域中期待有一天会有采用国密算法的区块链应用出现。
SM239已被纳入国际标准
其中SM1、SM7算法不公开调用该算法时需要通过加密芯片的接口进行调用比较少人了解这些算法在这里对这些国密算法做简单的科普
1 SM1对称密码
SM1 算法是分组密码算法分组长度为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。另外SM2推荐了一条256位的曲线作为标准曲线。 SM2标准包括总则数字签名算法密钥交换协议公钥加密算法四个部分并在每个部分的附录详细说明了实现的相关细节及示例。 SM2性能更优更安全密码复杂度高、处理速度快、机器性能消耗更小
SM2算法主要考虑素域Fp和F2m上的椭圆曲线分别介绍了这两类域的表示运算以及域上的椭圆曲线的点的表示运算和多倍点计算算法。然后介绍了编程语言中的数据转换包括整数和字节串字节串和比特串域元素和比特串域元素和整数点和字节串之间的数据转换规则。
详细说明了有限域上椭圆曲线的参数生成以及验证椭圆曲线的参数包括有限域的选取椭圆曲线方程参数椭圆曲线群基点的选取等并给出了选取的标准以便于验证。最后给椭圆曲线上密钥对的生成以及公钥的验证用户的密钥对为ssP其中s为用户的私钥sP为用户的公钥由于离散对数问题从sP难以得到s并针对素域和二元扩域给出了密钥对生成细节和验证方式。总则中的知识也适用于SM9算法。
在总则的基础上给出了数字签名算法包括数字签名生成算法和验证算法密钥交换协议以及公钥加密算法包括加密算法和解密算法并在每个部分给出了算法描述算法流程和相关示例。 数字签名算法密钥交换协议以及公钥加密算法都使用了国家密管理局批准的SM3密码杂凑算法和随机数发生器。数字签名算法密钥交换协议以及公钥加密算法根据总则来选取有限域和椭圆曲线并生成密钥对。 SM2算法在很多方面都优于RSA算法RSA发展得早应用普遍SM2领先也很自然与RSA安全性对比如下图
3 SM3杂凑算法
SM3安全性高压缩函数更复杂
Hash函数的性质
抗第一原像单向性对于给定的hash值h要找到M使得HMh在计算上是不可行的抗第二原像抗弱碰撞性对于给定的消息M1要发现另一个消息M2满足HM1HM2在计算上是不可行的抗强碰撞性找任意一对不同消息M1、M2使HM1HM2在计算上是不可行的
SM3****密码杂凑哈希、散列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SM2SM9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 安全性及效率与SHA-256相当。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。具体算法及运算示例见SM3标准。 4 SM4对称算法
SM4更安全计算轮数多、增加非线性变化
此算法是一个分组算法用于无线局域网产品。该算法的分组长度为128比特密钥长度为128比特。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。
此算法采用非线性迭代结构每次迭代由一个轮函数给出其中轮函数由一个非线性变换和线性变换复合而成非线性变换由S盒所给出。其中rki为轮密钥合成置换T组成轮函数。轮密钥的产生与上图流程类似由加密密钥作为输入生成轮函数中的线性变换不同还有些参数的区别。SM4算法的具体描述和示例见SM4标准。
5 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。
6 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加密强度等同于3072位密钥的RSA加密算法。
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。
7 ZUC祖冲之算法
祖冲之序列密码算法是中国自主研究的**流密码算法,**是运用于移动通信4G网络中的国际标准密码算法,该算法包括祖冲之算法(ZUC)、加密算法(128-EEA3)和完整性算法(128-EIA3)三个部分。目前已有对ZUC算法的优化实现有专门针对128-EEA3和128-EIA3的硬件实现与优化。
总结
密码算法作为国家战略资源比历史上任何时候都显得更为关键。在大数据和云计算的时代关键信息往往通过数据挖掘技术在海量数据中获得所以每一个人的信息保护都非常重要。
转载链接https://m.qukuaiwang.com.cn/news/2271.html
参考链接https://zhuanlan.zhihu.com/p/34618269
