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课外实践五SM2、SM3及SM4加密标准一、概述1.SM2椭圆曲线公钥密码算法加密标准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。
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，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。
椭圆曲线算法公钥密码所基于的曲线性质：椭圆曲线多倍点运算构成一个单向函数。
在多倍点运算中，已知多倍点与基点，求解倍数的问题称为椭圆曲线离散对数问题。
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。
2.SM3哈希算法加密标准SM3是一种密码散列函数标准。
密码散列函数是散列函数的一种。
它被认为是一种单向函数，也就是说极其难以由散列函数输出的结果，回推输入的数据是什么。
这种散列函数的输入数据，通常被称为消息，而它的输出结果，经常被称为消息摘要。
SM3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。
为了保证杂凑算法的安全性，其产生的杂凑值的长度不应太短，例如MD5输出128比特杂凑值，输出长度太短，影响其安全性SHA-1算法的输出长度为160比特，SM3算法的输出长度为256比特，因此SM3算法的安全性要高于MD5算法和SHA-1算法。
一个理想的密码散列函数应该有这些特性：对于任何一个给定的消息，它都很容易就能运算出散列数值；难以由一个已知的散列数值，去推算出原始的消息；在不更动散列数值的前提下，修改消息内容是不可行的；对于两个不同的消息，它不能给与相同的散列数值。
无双线性对的基于身份的认证密钥协商协议
曹雪菲;寇卫东;樊凯;张军
【期刊名称】《电子与信息学报》
【年(卷),期】2009(031)005
【摘要】鉴于目前大多数基于身份的认证密钥协商(ID-AK)协议需要复杂的双线性对运算,该文利用椭圆曲线加法群构造了一个无双线性对的ID-AK协议.协议去除了双线性对运算,效率比已有协议提高了至少33.3%;同时满足主密钥前向保密性、完善前向保密性和抗密钥泄露伪装.在随机预言机模型下,协议的安全性可规约到标准的计算性Diffie-Hellman假设.
【总页数】4页(P1241-1244)
【作者】曹雪菲;寇卫东;樊凯;张军
【作者单位】西安电子科技大学ISN国家重点实验室,西安,710071;西安电子科技大学ISN国家重点实验室,西安,710071;西安电子科技大学ISN国家重点实验室,西安,710071;Schoole of Computer Science and Software Engineering, University of Wollongong, Wollongong, NSW 2522
【正文语种】中文
【中图分类】TP309
【相关文献】
1.一种改进的双线性对的双向基于身份的认证密钥协商协议 [J], 王璐;侯林峰;张耀武
2.不需双线性对的基于身份的认证密钥协商协议 [J], 矢敏;叶伟伟;欧庆于
3.无双线性对无证书两方跨域认证密钥协商协议 [J], 陈虹;郑艳艳;肖振久
4.无双线性对双向认证密钥协商协议 [J], 黄朝阳
5.无双线性对的无证书两方认证密钥协商协议 [J], 潘进;刘小琼;李国朋
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Tamarin椭圆曲线协议证明引言在现代密码学中，椭圆曲线密码学是一种广泛应用的加密算法。
椭圆曲线协议是基于椭圆曲线密码学的一种安全协议，用于在不安全的通信环境中实现安全的通信。
本文将深入探讨Tamarin椭圆曲线协议的证明。
Tamarin椭圆曲线协议Tamarin是一种用于验证安全协议的形式化工具，它基于符号执行和模型检测技术。
Tamarin椭圆曲线协议是基于Tamarin工具的一种安全协议，用于验证椭圆曲线密码学中的协议的安全性。
Tamarin椭圆曲线协议的证明过程主要分为以下几个步骤：1. 协议建模首先，需要将椭圆曲线协议建模为一个符号执行模型。
这个模型包括协议中的参与者、消息传递和协议的执行流程。
在建模过程中，需要考虑协议中的安全性属性和攻击模型。
2. 安全属性定义在建模完成后，需要定义协议的安全属性。
安全属性是指协议在不同攻击场景下应满足的安全性质。
例如，保密性、完整性和认证等。
3. 攻击模型定义攻击模型是指攻击者对协议的行为和能力的一种抽象描述。
在Tamarin中，攻击模型可以通过定义攻击者的目标和能力来描述。
4. 符号执行和模型检测在定义好协议的模型、安全属性和攻击模型后，可以使用Tamarin工具进行符号执行和模型检测。
符号执行是指对协议的每一步操作进行符号化处理，将协议的执行过程转化为逻辑公式。
模型检测是指使用逻辑推理和约束求解技术来检测协议是否满足安全属性。
5. 结果分析和修复根据Tamarin工具的输出结果，可以对协议进行分析和修复。
如果协议满足安全属性，则可以得出协议的安全性证明。
如果协议存在安全漏洞，则需要对协议进行修复。
Tamarin椭圆曲线协议证明的优势Tamarin椭圆曲线协议证明的优势主要体现在以下几个方面：1. 形式化验证Tamarin椭圆曲线协议证明使用形式化方法进行验证，可以提供严格的证明结果。
相比传统的测试方法，形式化验证可以更全面、详细地分析协议的安全性。
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国标加密算法中国1、SM1是一种分组加密算法对称加密算法中的分组加密算法，其分组长度、秘钥长度都是128bit，算法安全保密强度跟AES 相当，但是算法不公开，仅以IP核的形式存在于芯片中，需要通过加密芯片的接口进行调用。
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是非对称加密算法它是基于椭圆曲线密码的公钥密码算法标准，其秘钥长度256bit，包含数字签名、密钥交换和公钥加密，用于替换RSA/DH/ECDSA/ECDH等国际算法。
可以满足电子认证服务系统等应用需求，由国家密码管理局于2010年12月17号发布。
SM2采用的是ECC 256位的一种，其安全强度比RSA 2048位高，且运算速度快于RSA。
3、SM3是一种密码杂凑算法用于替代MD5/SHA-1/SHA-2等国际算法，适用于数字签名和验证、消息认证码的生成与验证以及随机数的生成，可以满足电子认证服务系统等应用需求，于2010年12月17日发布。
它是在SHA-256基础上改进实现的一种算法，采用Merkle-Damgard结构，消息分组长度为512bit，输出的摘要值长度为256bit。
4、SM4是分组加密算法跟SM1类似，是我国自主设计的分组对称密码算法，用于替代DES/AES等国际算法。
SM4算法与AES算法具有相同的密钥长度、分组长度，都是128bit。
于2012年3月21日发布，适用于密码应用中使用分组密码的需求。
5、SM7也是一种分组加密算法该算法没有公开。
SM7适用于非接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、公交一卡通)。
6、SM9是基于标识的非对称密码算法用椭圆曲线对实现的基于标识的数字签名算法、密钥交换协议、密钥封装机制和公钥加密与解密算法，包括数字签名生成算法和验证算法，并给出了数字签名与验证算法及其相应的流程。
wapi 原理
WAPI（WLAN Authentication and Privacy Infrastructure）是一种无线网络安全协议，它用于确保无线局域网（WLAN）的数据传输安全。
WAPI采用基于公钥密码体系的证书机制进行身份认证和密钥交换，从而实现数据传输的机密性、完整性和真实性。
WAPI的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 用户接入认证：当用户接入WLAN时，WAPI需要进行用户接入认证，以确定用户的合法性。
认证过程中，用户会向接入点（AP）提交认证请求，AP会将认证请求转发到认证服务器。
2. 证书验证：认证服务器验证用户的证书，以确定用户的身份。
用户的证书由公钥证书和私钥组成，其中公钥证书由权威证书颁发机构（CA）颁发，私钥由用户自己持有。
3. 密钥协商：认证服务器验证用户证书无误后，会与用户进行密钥协商，生成一对会话密钥。
4. 数据传输加密：通过使用会话密钥，对传输的数据进行加密和解密，确保数据传输的机密性和完整性。
WAPI采用基于椭圆曲线密码算法的公钥密码体系，可以提供较高的安全性和较强的抗攻击能力。
此外，WAPI还支持用户多播密钥分发，可以实现快速漫游和无
缝切换。
总之，WAPI是一种安全可靠的无线网络安全协议，可以为用户提供高速、安全、可靠的无线局域网服务。
椭圆曲线加密算法原理椭圆曲线加密算法（Elliptic Curve Cryptography，ECC）是一种基于椭圆曲线数学理论的公钥加密算法，被广泛应用于信息安全领域。
相比传统的RSA算法，ECC在保证安全性的同时，能够以更短的密钥长度实现相同的安全等级，因此在资源受限的环境下具有明显的优势。
本文将介绍椭圆曲线加密算法的原理及其在信息安全中的应用。
椭圆曲线加密算法的原理基于椭圆曲线上的离散对数问题。
在椭圆曲线上，存在一个离散对数问题，给定点P和整数n，求解整数m，使得mP = O，其中O为无穷远点。
这一问题的难解性是椭圆曲线加密算法的基础，也是其安全性的保障。
在椭圆曲线加密算法中，每个用户都有一对密钥，包括一个私钥和一个公钥。
私钥是一个随机选取的整数，公钥是私钥对应的椭圆曲线上的点。
发送方使用接收方的公钥对消息进行加密，接收方使用自己的私钥对密文进行解密。
由于椭圆曲线上的离散对数问题的难解性，即使知道公钥和密文，也很难计算出私钥，因此通信过程中的信息安全得到了保障。
椭圆曲线加密算法在实际应用中具有较高的安全性和效率。
相比RSA算法，ECC能够以更短的密钥长度实现相同的安全等级。
以256位的椭圆曲线密钥长度为例，其安全性相当于3072位的RSA密钥长度，大大减少了密钥交换和加密解密过程中的计算量，适合于移动设备、智能卡等资源受限的场景。
除了在传统的加密通信中应用，椭圆曲线加密算法还被广泛应用于数字签名、身份认证、密钥协商等领域。
例如，基于ECC的数字签名方案能够实现消息的完整性和不可抵赖性，保护了通信过程中的数据安全。
另外，ECC也被应用于一些新兴的领域，如物联网、云计算等，为信息安全提供了可靠的保障。
总之，椭圆曲线加密算法作为一种新兴的公钥加密算法，在信息安全领域具有广阔的应用前景。
其基于椭圆曲线数学理论的安全性和高效性，使其成为当前信息安全领域不可或缺的一部分。
随着信息技术的不断发展，相信椭圆曲线加密算法将在更多领域展现其优势，为信息安全保驾护航。
文献综述关于椭圆曲线公钥密码体制学院：通信工程指导老师：作者:关于椭圆曲线密码体制摘要：目前影响最大的三类公钥密码是RSA公钥密码ELGamal公钥密码和椭圆曲线公钥密码。
而椭圆曲线公钥密码已成为除RSA密码外呼声最高的公钥密码。
椭圆曲线密码密钥短签名短软件实现规模小硬件实现省电。
普遍认为，160位长的椭圆曲线密码的安全性相当于1024位的RSA密码。
因此一些标准化组织已把椭圆曲线密码作为新的信息安全标准。
椭圆曲线密码体制逐步成为一个令人十分感兴趣的一个密码分支，1997年以来形成了一个研究热点，特别是移动通信安全方面的应用更是加快了这一趋势。
关键词：三类公钥密码椭圆曲线公钥密码密钥短签名短运算速度快新的信息安全标准研究热点一引言密码学有着悠久和神秘的历史，人们很难对密码学的起始时间给出准确的定义。
一般认为人们对密码学的研究和应用已经有几千年的历史，该学科起始一直广泛的应用于军事领域。
Shannon于1948年确定了现代信息论，他在1949年发表了《保密系统的通信原理》一文，用信息论的观点对信息保密问题做了全面的阐述。
他一概率统计的观点对信息源密钥源接收和截取的信息进行数学描述和分析，用不确定性和唯一解距离度量了密码体制的安全性，阐明了密码系统完善保密性纯密码理论安全性和实际安全性等重要概念，从而大大深化了人们对保密学的了解。
这使信息论成为研究密码学和密码分析学的一个重要理论基础，宣告了科学的密码学信息理论时代的到来。
而公钥密码体制概念是由Diffie和Hellman于1976年提出的，也被称为非对称密码体制。
在当时所有的经典密码系统都是对称的密码体制，也就是通信双方共享一个秘密的密钥，此密钥既能用于加密也能用于解密，这就导致了一些密钥的分配问题。
例如：对于一个密码系统，我们必须通过安全信道将秘密密钥分配给通信用户，如果有N个通信者的话，则有N!/【2！（N-2）！】秘密密钥必须交换。
如果有一个秘密密钥泄露了，则攻击者能够用此密钥解密所有用此密钥加密的信息。
