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IBC算法之SM9简介
电子禅石 | 2019-12-11 10:08:12    阅读:2577   发布文章

IBC(基于标识的密码系统,Identity-Based Cryptograph)是在基于传统的PKI基础上发展而来,主要简化在具体安全应用在大量数字证书的交换问题,使安全应用更加易于部署和使用。
  IBC密码技术使用的是非对称密码体系,加密与解密使用两套不同的密钥,每个人的公钥就是他的身份标识,比如email地址,电话号码等。而私钥则以数据的形式由用户自己掌握,密钥管理相当简单,可以很方便的对数据信息进行加解密。
IBC的基础技术包括数据加密、数字签名、数据完整性机制、数字信封,用户识别,用户认证等。

SM9标识密码算法是由国密局发布的一种IBE(Identity-Based Encryption)算法。IBE算法以用户的身份标识作为公钥,不依赖于数字证书。国密SM9算法标准包括5个文档,分别为:
《GMT 0044-2016 SM9标识密码算法:第1部分 总则》
《GMT 0044-2016 SM9标识密码算法:第2部分 数字签名算法》
《GMT 0044-2016 SM9标识密码算法:第3部分 密钥交换协议》
《GMT 0044-2016 SM9标识密码算法:第4部分 密钥封装机制和公钥加密算法》
《GMT 0044-2016 SM9标识密码算法:第5部分 参数定义》
曲线参数
SM9是基于256位的BN椭圆曲线的,使用素域 Fp 和有限域 Fp2 ,双线性对使用R-ate。曲线参数主要包括:
椭圆曲线方程:y2=x3+b 方程参数b:05参数t:
60000000 0058F98A基域特征q:
B6400000 02A3A6F1 D603AB4F F58EC745 21F2934B 1A7AEEDB E56F9B27 E351457D群的阶N
B6400000 02A3A6F1 D603AB4F F58EC744 49F2934B 18EA8BEE E56EE19C D69ECF25余因子cf:1
群1 的生成元P1 = (xp1 , yp1):坐标xp1:
93DE051D 62BF718F F5ED0704 487D01D6 E1E40869 09DC3280 E8C4E481 7C66DDDD坐标yp1:
21FE8DDA 4F21E607 63106512 5C395BBC 1C1C00CB FA602435 0C464CD7 0A3EA616
群2 的生成元P2 = (xp2, yp2):坐标xp2:
(85AEF3D0 78640C98 597B6027 B441A01F F1DD2C19 0F5E93C4 54806C11 D8806141 ,
37227552 92130B08 D2AAB97F D34EC120 EE265948 D19C17AB F9B7213B AF82D65B )坐标yp2:
(17509B09 2E845C12 66BA0D26 2CBEE6ED 0736A96F A347C8BD 856DC76B 84EBEB96 ,
A7CF28D5 19BE3DA6 5F317015 3D278FF2 47EFBA98 A71A0811 6215BBA5 C999A7C7 )
 
SM9算法主要包括密钥部分和算法部分。
密钥部分:包括主密钥对(公钥和私钥)和用户私钥算法部分:包括签名验签算法、密钥封装解封算法、加密解密算法和密钥交换算法
密钥部分
SM9算法的密钥由KGC(密钥生成中心)产生,主要包括KGC的主密钥对和用户的私钥。
主密钥对分为签名主密钥对和加密主密钥对。
签名主密钥对:其私钥是一个在[1,N-1]范围内的随机数;公钥是G2群的基点P2的倍点,倍数为私钥。加密主密钥对:其私钥是一个在[1,N-1]范围内的随机数;公钥是G1群的基点P1的倍点,倍数为私钥。

主密钥对的公私钥用在不同场景,其中主私钥仅用于计算用户私钥;主公钥则由KGC公开并用在其他部分。同时,签名主公钥仅用于签名和验签算法;加密主公钥则用于密钥封装、加密和密钥交换中。
用户私钥由KGC产生,包括签名私钥和加密私钥。
签名私钥:是G1群的基点P1的倍点。签名私钥仅用于签名中加密私钥:是G2群的基点P2的倍点。加密私钥用于密钥解封、解密和密钥交换中
KGC使用主私钥和用户身份标识(以下简称ID)生成用户的私钥。
算法部分
SM9算法包括签名验签、密钥封装解封、加密解密和密钥交换四大部分。
签名算法:使用签名主公钥和签名者的签名私钥给数据签名验签算法:使用签名主公钥和签名者ID验证签名密钥封装算法:使用加密主公钥和密钥解封者(使用对称密钥的另一方)ID封装一个对称密钥密钥解封算法:使用加密主公钥和密钥解封者ID解出封装了的对称密钥加密算法:使用加密主公钥和解密者ID加密数据解密算法:使用解密者的加密私钥和解密者ID解密数据密钥交换算法:密钥交换双方使用加密主公钥、自己的加密私钥和双方的ID协商出一个共享密钥
用户身份标识符:ID
SM9算法中的用户身份标识ID主要用于用于私钥生成、验签、密钥封装解封、加密解密封和密钥交换。
主要应用的ID简单描叙如下:
私钥生成:ID是私钥属主的ID验签:ID是签名者的ID密钥封装解封:ID是解封者的ID加密解密:ID是解密者的ID密钥交换:发起方和响应方都需要自己的ID和对方的ID
 

原文链接:https://blog.csdn.net/SkyChaserYu/article/details/88051354


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