犐犆犛３５．０４０ 犆犆犛犔８０ 中华人民共和国密码行业标准 犌犕／犜００８０—２０２０ 犛犕９密码算法使用规范 犛犕９犮狉狔狆狋狅犵狉犪狆犺犻犮犪犾犵狅狉犻狋犺犿犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狊狆犲犮犻犳犻犮犪狋犻狅狀 ２０２０１２２８ 发布 ２０２１０７０１ 实施 国家密码管理局 发 布 犌犕／犜００８０—２０２０ 目 　　 次 前言 ………………………………………………………………………………………………………… Ⅰ 引言 ………………………………………………………………………………………………………… Ⅱ １　 范围 ……………………………………………………………………………………………………… １ ２　 规范性引用文件 ………………………………………………………………………………………… １ ３　 术语和定义 ……………………………………………………………………………………………… １ ４　 缩略语 …………………………………………………………………………………………………… ２ ５　ＳＭ９ 的密钥对 …………………………………………………………………………………………… ２ 　５．１　 生成元 ……………………………………………………………………………………………… ２ 　５．２　ＳＭ９ 主私钥 ………………………………………………………………………………………… ２ 　５．３　ＳＭ９ 主公钥 ………………………………………………………………………………………… ２ 　５．４　ＳＭ９ 用户私钥 ……………………………………………………………………………………… ３ 　５．５　ＳＭ９ 用户公钥 ……………………………………………………………………………………… ３ ６　 数据格式 ………………………………………………………………………………………………… ３ 　６．１　 密钥数据结构 ……………………………………………………………………………………… ３ 　６．２　 签名数据结构 ……………………………………………………………………………………… ４ 　６．３　 加密数据结构 ……………………………………………………………………………………… ４ 　６．４　 密钥封装数据格式 ………………………………………………………………………………… ４ ７　 预处理 …………………………………………………………………………………………………… ４ 　７．１　 预处理杂凑函数 犎１ ……………………………………………………………………………… ４ 　７．２　 预处理杂凑函数 犎２ ……………………………………………………………………………… ５ 　７．３　 预处理对运算犲 …………………………………………………………………………………… ５ 　７．４　 预处理用户验签 ＱＤ ……………………………………………………………………………… ５ 　７．５　 预处理用户加密 ＱＥ ……………………………………………………………………………… ６ ８　 计算过程 ………………………………………………………………………………………………… ６ 　８．１　 生成密钥 …………………………………………………………………………………………… ６ 　８．２　 数字签名 …………………………………………………………………………………………… ７ 　８．３　 签名验证 …………………………………………………………………………………………… ７ 　８．４　 密钥封装 …………………………………………………………………………………………… ８ 　８．５　 密钥解封 …………………………………………………………………………………………… ８ 　８．６　 加密 ………………………………………………………………………………………………… ８ 　８．７　 解密 ………………………………………………………………………………………………… ８ 　８．８　 密钥协商 …………………………………………………………………………………………… ９ 犌犕／犜００８０—２０２０ 前 　　 言 　　 本文件按照 ＧＢ／Ｔ１．１—２０２０《标准化工作导则 　 第 １ 部分 ：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草 。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。 本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。 本文件由密码行业标准化技术委员会提出并归口 。 本文件起草单位 ：上海信息安全工程技术研究中心 、北京国脉信安科技有限公司 、深圳奥联信息安 全技术有限公司 、无锡华正天网信息安全系统有限公司 。 本文件主要起草人 ：袁峰 、王晓春 、封维端 、张立圆 、王学进 、药乐 、蒋楠 、程朝辉 、蔡先勇 、王一曲 。 Ⅰ 犌犕／犜００８０—２０２０ 引 　　 言 　　 本文件是 ＩＢＣ（ＩｄｅｎｔｉｔｙＢａｓｅｄＣｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ）基 于 标 识 的 密 码 技 术 系 列 标 准 之 一 ，及 依 托 于 ＧＢ／Ｔ３８６３５．２ 《信息安全技术 　ＳＭ９ 标识密码算法 　 第 ２ 部分 ：算法》。 本文件的目标是保证 ＳＭ９ 密码算法使用的正确性 ，为 ＳＭ９ 密码算法的使用制定统一的数据格式 和使用方法 。 本文件从算法应用的角度给出 ＳＭ９ 密码算法的使用说明 。 Ⅱ 犌犕／犜００８０—２０２０ 犛犕９密码算法使用规范 １　 范围 本文件定义了 ＳＭ９ 密码算法的使用方法 ，以及密钥 、加密与签名等的数据格式 。 本文件适用于 ＳＭ９ 密码算法的使用 ，以及支持 ＳＭ９ 密码算法的设备和系统的研发和检测 。 ２　 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。 其中 ，注日期的引用文 件 ，仅该日期对应的版本适用于本文件 ；不注日期的引用文件 ，其最新版本 （包括所有的修改单 ）适用于 本文件 。 ＧＢ／Ｔ３２９０５　 信息安全技术 　ＳＭ３ 密码杂凑算法 ＧＢ／Ｔ３２９０７　 信息安全技术 　ＳＭ４ 分组密码算法 ＧＢ／Ｔ３２９１８（所有部分）　 信息安全技术 　ＳＭ２ 椭圆曲线公钥密码算法 ＧＢ／Ｔ３８６３５．１—２０２０　 信息安全技术 　ＳＭ９ 标识密码算法 　 第 １ 部分 ：总则 ＧＢ／Ｔ３８６３５．２—２０２０　 信息安全技术 　ＳＭ９ 标识密码算法 　 第 ２ 部分 ：算法 ３　 术语和定义 ３．１ ３．２ ３．３ 下列术语和定义适用于本文件 。 算法标识 　犪犾犵狅狉犻狋犺犿犻犱犲狀狋犻犳犻犲狉 用于标明算法机制的数字化信息 。 犛犕９ 密码算法 　犛犕９犪犾犵狅狉犻狋犺犿 一种采用双线性对的椭圆曲线公钥密码算法 。 签名主密钥 　狊犻犵狀犪狋狌狉犲犿犪狊狋犲狉犽犲狔 密钥管理基础设施的根签名密钥对 ，包括签名主私钥和签名主公钥 ，用于进行数字签名 、验签和为 用户生成用户签名密钥 。 ３．４ 加密主密钥 　犲狀犮狉狔狆狋犻狅狀犿犪狊狋犲狉犽犲狔 密钥管理基础设施的根加密密钥对 ，包括加密主私钥和加密主公钥 ，用于进行数字加密 、解密和为 用户生成用户加密密钥 。 ３．５ 用户签名密钥 　狊犻犵狀犪狋狌狉犲犽犲狔 其中私钥由密钥管理基础设施产生并下发给用户 。 该类密钥包括用户签名私钥和签名公钥 ，用于 数字签名和验签 。 １ 犌犕／犜００８０—２０２０ ３．６ 用户加密密钥 　犲狀犮狉狔狆狋犻狅狀犽犲狔 其中私钥由密钥管理基础设施产生并下发给用户 。 该类密钥包括用户加密私钥和加密公钥 ，用于 加密 、解密和密钥协商 。 ３．７ 公开参数服务 　狆狌犫犾犻犮狆犪狉犪犿犲狋犲狉狊犲狉狏犻犮犲 用于发布基于标识的密码技术中公开参数 、私钥生成策略 、用户标识信息和状态等数据的应用 服务 。 ４　 缩略语 下列缩略语适用于本文件 。 ＥＣＢ：电子密码本方式（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｉｐｈｅｒＢｏｏｋ） ＥＣＣ：椭圆曲线密码算法（ＥｌｌｉｐｔｉｃＣｕｒｖｅＣｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ） ＩＢＣ：基于标识的密码技术（ＩｄｅｎｔｉｔｙＢａｓｅｄＣｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ） ＩＤ：用户身份标识（Ｉｄｅｎｔｉｔｙ） ＫＧＣ：密钥生成中心（ＫｅｙＧｅｎｅｒａｔｉｎｇＣｅｎｔｅｒ） ＰＰＳ：公开参数服务（ＰｕｂｌｉｃＰａｒａｍｅｔｅｒＳｅｒｖｉｃｅ） ５　犛犕９ 的密钥对 ５．１　 生成元 犌１上的生成元 犘１点 ，记为（ｘｐ１，ｙＰ１），数据格式的 ＡＳＮ．１ 定义为 ＳＭ９Ｐ１：：＝ＢＩＴＳＴＲＩＮＧ，类型为 ＢＩＴＳＴＲＩＮＧ，其内容是 ： ０４‖Ｘ１‖Ｙ１，其中 ，Ｘ１和 Ｙ１分别标识点的 ｘ 分量和 ｙ分量 ，每个分量长度为 ２５６ｂｉｔ。 犌２上的生成元 犘２点 ，记为（ｘｐ２，ｙＰ２），数据格式的 ＡＳＮ．１ 定义为 ＳＭ９Ｐ２：：＝ＢＩＴＳＴＲＩＮＧ，类型为 ＢＩＴＳＴＲＩＮＧ，其内容是 ： ０４‖Ｘ１‖Ｘ２‖Ｙ１‖Ｙ２，其中 ，Ｘ１、Ｘ２和 Ｙ１、Ｙ２分别标识公钥的各个 ｘ 分量和 ｙ分量 ，每个分量长度 为 ２５６ｂｉｔ，或 ０３‖Ｘ１‖Ｘ２，其中 ，Ｘ１、Ｘ２分别标识公钥的各个 ｘ 分量 ，每个分量长度为 ２５６ｂｉｔ。 选取解压后的 Ｙ 根值 （Ｙ１‖Ｙ２）中最右边 ｂｉｔ位为１ 的那个值 。 还原后 Ｙ 根值最右那个比特应用为１，否则 Ｙ１＝ 基域 狇－ 根 Ｙ１，Ｙ２＝ 基域狇－ 根 Ｙ２。 或 ０２‖Ｘ１‖Ｘ２，其中 ，Ｘ１、Ｘ２分别标识公钥的 ２ 个 ｘ 分量 ，每个分量长度为 ２５６ｂｉｔ。 选取解压后的 Ｙ 根值 （Ｙ１‖Ｙ２）中最右边 ｂｉｔ位为０ 的选项值 。 还原后 Ｙ 根值取最右一比特为０ 的选项值 ，否则Ｙ１＝ 基域狇－ 根 Ｙ１，Ｙ２＝ 基域狇－ 根 Ｙ２。 ５．２　犛犕９ 主私钥 包括 ＳＭ９ 签名主私钥和加密主私钥 ，都是一个大于或等于１ 且小于 Ｎ－１ 的整数（Ｎ 是循环群 犌１、 犌２和 犌犜 的阶 ，其值见 ＧＢ／Ｔ３８６３５．２—２０２０ 的附录 Ａ．１），简记为 ｓ，长度为 ２５６ｂｉｔ。 ５．３　犛犕９ 主公钥 包括 ＳＭ９ 签名主公钥 犘狆狌犫２ 和加密主公钥 犘狆狌犫１。 分别是 犌２ 和 犌１ 上的点 ，坐标表示为 （ｘＳＰｕｂ， ｙＳＰｕｂ）和（ｘＥＰｕｂ，ｙＥＰｕｂ）。 其中签名主公钥的 ｘ，ｙ坐标还分别包含两个分量即 ｘ１ 分量和 ｘ２ 分量 ，ｙ１ 分量和 ２ 犌犕／犜００８０—２０２０ ｙ２分量 ，每个分量的长度为 ２５６ｂｉｔ。 而加密主公钥 ｘ，ｙ坐标值长度都是 ２５６ｂｉｔ。 ５．４　犛犕９ 用户私钥 包括 ＳＭ９ 用户签名私钥和用户加密私钥 ，分别是 犌１和 犌２上的点 ，坐标表示为 （ｘＳＰｒｉ，ｙＳＰｒｉ）和