国产密码算法及应用报告-共11页

一、实验目的1. 理解并掌握传统密码算法的基本原理和实现方法。

2. 通过编程实践，加深对传统密码算法的理解。

3. 分析传统密码算法的优缺点，为后续学习现代密码算法打下基础。

二、实验内容本次实验主要涉及以下三种传统密码算法：1. 仿射密码2. 单表代替密码3. 维吉尼亚密码1. 仿射密码（1）原理简介：仿射密码是一种单字母替换密码，加密公式为：Ci = (ai pi + bi) mod 26，其中Ci为密文，pi为明文，ai和bi为密钥。

（2）算法流程：① 加密：根据密钥计算密文。

② 解密：根据密钥计算明文。

（3）代码实现（C语言）：```c#include <stdio.h>// 加密函数void encrypt(char plaintext, char key, char ciphertext) {int a = key[0] - 'a';int b = key[1] - 'a';for (int i = 0; plaintext[i] != '\0'; i++) {if (plaintext[i] >= 'a' && plaintext[i] <= 'z') {ciphertext[i] = (a (plaintext[i] - 'a') + b) % 26 + 'a';} else {ciphertext[i] = plaintext[i];}}ciphertext[strlen(plaintext)] = '\0';}// 解密函数void decrypt(char ciphertext, char key, char plaintext) {int a = key[0] - 'a';int b = key[1] - 'a';for (int i = 0; ciphertext[i] != '\0'; i++) {if (ciphertext[i] >= 'a' && ciphertext[i] <= 'z') {plaintext[i] = (a (ciphertext[i] - 'a' - b + 26) % 26) + 'a';} else {plaintext[i] = ciphertext[i];}}plaintext[strlen(ciphertext)] = '\0';}int main() {char plaintext[100] = "hello world";char key[3] = "ab";char ciphertext[100], decryptedtext[100];encrypt(plaintext, key, ciphertext);decrypt(ciphertext, key, decryptedtext);printf("Plaintext: %s\n", plaintext);printf("Ciphertext: %s\n", ciphertext);printf("Decrypted text: %s\n", decryptedtext);return 0;}```2. 单表代替密码（1）原理简介：单表代替密码是一种将明文中的每个字符映射到密文的密码算法。

国产密码工作总结近年来，随着信息技术的发展和网络安全问题的日益突出，密码工作成为了各个行业和企业不可忽视的重要环节。

国产密码工作作为保障信息安全的重要手段，也在不断发展和完善。

在这个背景下，我们有必要对国产密码工作进行总结和反思，以便更好地应对未来的挑战。

首先，国产密码工作在技术研发方面取得了长足的进步。

通过不懈努力，国产密码技术已经能够满足各个领域的需求，包括金融、电子商务、政务等。

国产密码算法的安全性和可靠性得到了不断提升，为信息安全提供了有力保障。

其次，国产密码工作在标准制定和推广方面也取得了一定成绩。

国家密码管理局出台了一系列国产密码标准，推动了国产密码技术的应用和推广。

同时，国产密码产品也得到了越来越多企业和机构的认可和采用，为信息安全建设提供了有力支持。

然而，国产密码工作也面临着一些挑战和问题。

首先，国产密码工作在国际上的影响力和竞争力还有待提升。

国外密码技术和产品在一些领域具有一定优势，国产密码工作需要更加努力地提高自身的竞争力，争取更多的国际市场份额。

其次，国产密码工作在应对新形势和新挑战方面还存在一些不足。

随着人工智能、大数据、物联网等新技术的发展，网络安全面临着新的挑战，国产密码工作需要更加注重创新和前瞻性，及时调整和完善密码技术和产品，以适应新形势下的安全需求。

综上所述，国产密码工作取得了一些成绩，但也面临着一些挑战和问题。

我们需要继续加大研发力度，提高技术水平；加强标准制定和推广，提高国产密码产品的市场占有率；同时，也需要更加注重创新和前瞻性，及时应对新形势和新挑战。

相信在各方的共同努力下，国产密码工作一定会迎来更加美好的发展前景。

1 引言为了保护我国互联网数字媒体内容的合法权益，在国家广播电视总局的大力推动下，中国广播影视数字版权管理论坛（ChinaDRM Forum）自主开展DRM关键技术研究，取得了长足的进展，并于2014年5月颁布了《互联网电视数字版权管理技术规范》（以下简称“ChinaDRM标准”），成为全国数字电视业务，尤其是互联网电视业务的数字版权管理平台的设计与评估标准。

有硬件和版权作品的访问控制技术，其最终目的是保护数字媒体内容的版权，从技术上防止在互联网上数字媒体内容的非法传播、复制以及修改，最终用户必须得到授权、或者得到发行方许可后才能使用该受保护的数字媒体。

DRM技术试图控制版权作品（如软件和多媒体内容）的使用、修改和分发，以及操作执行这些策略的设备的系内容提供者的需求，更是社会发展对于版权保护的需求。

3 基于国产密码的DRM系统3.1 ChinaDRM简介ChinaDRM标准定义了互联网电视应用的内容封装格式、权限描述和授权、权利获取协议，以及信任和安全系统的数字版权管理的基本格式、技摘要：本文首先简要介绍了ChinaDRM系统的架构逻辑以及典型的ChinaDRM内容播放流程、业务流程，并在此基础上，分析讨论了国产密码算法融入ChinaDRM标准的过程，以及未来的发展前景。

在ChinaDRM标准中推广使用国产密码算法，不但加快了国产密码的普及，同时也为数字电视的运营安全保障提供了更多的技术支持，有利于该行业的良性竞争和发展。

关键词：ChinaDRM 国产密码算法 数字版权保护* 本文受“互联网+环境中基于国产密码的多媒体版权保护与监管技术”项目资助，项目编号2018YFB0803700（课题一：2018YFB0803701）83. 84. 术机制和方法。

内容封装格式定义了数字版权保护系统中受保护内容的基本表现形式，其中的输入内容，包括了加密信息、内容标识和访问所需信息。

描述方面定义了描述数字版权管理系统权利的方法；而授权方面定义了授权内容用户的技术机制；权限获取协议定义了DRM 服务器和DRM 代理进入安全通信的方式以及传递许可证证书的方法；信任和安全系统定义了基于PKI 系统的信任技术机制，包括内容机密性、身份认证和数据完整性。

标准咨询国产商用密码算法及其相关标准介绍谢宗晓（中国金融认证中心）董坤祥（山东财经大学管理科学与工程学院）甄杰（重庆工商大学管理科学与工程学院）1　概述《中华人民共和国密码法》第六条中规定：密码分为核心密码、普通密码和商用密码。

同时，在第七条和第八条中规定：核心密码、普通密码属于国家秘密，商用密码用于保护不属于国家秘密的信息。

因此，在常见应用中，商用密码得到了大面积的推广，以至于，在实践中，提到“国密”，经常就被默认为国产商用密码算法。

在现代密码系统中，密码算法、密码协议和密钥管理是三个不可或缺的部分，而在这三者之中，最为核心的毫无疑问就是密码算法。

虽然实践证明，绝大部分的安全漏洞都产生于实现和部署过程中，但是，算法的安全与否，直接决定了一个密码系统的基础是否安全。

例如，选用SHA-1、MD4、MD5、RC4和密钥长度小于2048位的RSA 等不安全的算法，不可能实现安全的密码系统。

已经发布的国产商用密码算法，按照类别可以分为：1）对称密码算法，主要包括ZUC 和SM4；2）非对称密码算法，主要包括SM2和SM9；3）密码杂凑算法，主要包括SM3。

2　对称密码算法对称密码（symmetric cryptography）是用相同的密钥（或方法）进行加密解密，这在逻辑上非常清晰，也最直观，有时候也被称之为共享密钥密码，对称密码算法的基本过程如图1所示。

1）　注意，RC4算法已经证明不安全。

图1　对称密码的工作过程已经发布国产商用密码算法中属于对称密码算法的有ZUC 和SM4。

ZUC（祖冲之密码算法）属于序列密码，也称为“流密码”，与之类似的国外密码算法如RC41）。

ZUC 对应的国家标准、行业标准，如表1所示。

SM4属于分组密码，也称为“块密码”，与之类似的国外密码算法如DES（数据加密标准），TDEA/3DES（三重数据加密标准）以及AES（高级加密标准）等。

SM4对应的国家标准、行业标准，如表2所示。

网络安全国密算法网络安全国密算法是指我国自主研发的、符合国家密码局标准的密码算法。

这些算法为我国的网络安全提供了强大的保障，使得我国的网络安全能力得到了极大的提升。

首先，网络安全国密算法具有较高的安全性。

这些算法经过了严格的审查和测试，能够有效地抵御各种网络攻击和破解手段。

与国外的加密算法相比，网络安全国密算法拥有更高的安全性和抗攻击性，能够更好地保护国家机密信息和个人隐私。

在目前全球网络攻击日益猖獗的背景下，网络安全国密算法的安全性显得尤为重要。

其次，网络安全国密算法具有较高的性能。

这些算法在设计和实现过程中，充分考虑了各种硬件和软件环境，能够在不同的平台上高效运行。

与国外的加密算法相比，网络安全国密算法在保证安全性的基础上，还能够提供较快的数据加密和解密速度，减少了网络通信的延迟和资源消耗。

再次，网络安全国密算法具有较高的适应性。

这些算法可以广泛应用于各种领域和场景，包括政府机关、军事单位、金融机构、电信运营商等。

无论是在对称加密、非对称加密还是哈希算法等方面，网络安全国密算法都能够提供全面的解决方案。

同时，网络安全国密算法还能够与国际标准算法进行兼容，实现与国际社会的信息交流和合作。

最后，网络安全国密算法可以为我国的信息产业提供新的发展机遇。

作为自主研发的重要成果，网络安全国密算法可以促进我国信息产业的创新和发展，推动我国的网络安全产业链条完善和壮大。

从而增强我国在网络安全领域的话语权和影响力，提升我国网络安全的整体水平。

综上所述，网络安全国密算法是我国网络安全的重要保障。

它具有较高的安全性、性能、适应性和发展潜力，为我国的网络安全提供了强大而可靠的支持。

在今后的网络安全工作中，我们应该进一步加强对网络安全国密算法的研究和应用，不断提升我国网络安全保护能力，确保国家信息安全和个人隐私的合理保护。

国产密码解决方案近年来，随着网络技术的发展和智能设备的普及，我们的生活已经离不开密码。

无论是登录社交媒体账户、手机支付、还是网上购物，密码都贯穿在我们的日常生活中。

然而，随之而来的问题是数据安全和信息泄露的风险。

为了解决这个问题，国产密码解决方案应运而生。

国产密码解决方案是指由我国公司或机构独立研发的密码技术和产品。

它们以自主知识产权为基础，具有可持续发展的优势。

相比于依赖外部技术的解决方案，国产密码解决方案有许多独特的优势。

首先，国产密码解决方案能够更好地适应本土化需求。

由于中国的互联网环境和外部环境存在差异，外国公司的技术可能并不能完全满足我国的需求。

而通过国产密码解决方案，我们可以更好地解决这一问题。

例如，阿里巴巴的国产密码解决方案就在支付宝的身份验证中起到了关键作用。

它不仅适用于中国的市场需求，而且也符合中国用户的习惯和喜好。

其次，国产密码解决方案有助于加强本土企业的创新能力。

在全球密码领域，外国公司的技术占据了主导地位。

这不仅存在技术壁垒，还限制了我国企业的发展。

然而，通过国产密码解决方案，我国企业可以积极进行研发和创新，提升自身的竞争力。

例如，华为近年来在密码技术领域的发展取得了重大突破，其国产密码解决方案不仅在国内市场上占据主导地位，还逐渐拓展到国际市场上。

此外，国产密码解决方案还能够提高网络安全的整体水平。

密码技术是网络安全的重要组成部分，只有通过强大的密码技术，才能有效保护用户的隐私和数据安全。

而国产密码解决方案的引入，不仅提高了我国的网络安全水平，也为其他国家提供了可信赖的技术解决方案。

这为我国在国际上树立了良好的声誉，并推动了网络安全国际合作的发展。

例如，我国的密码技术已经在“一带一路”国家和地区得到了广泛应用，为推动网络安全合作做出了重要贡献。

然而，国产密码解决方案仍然面临一些挑战。

首先，技术创新需要长时间的积累和研发，需要我国企业在技术和人才方面的全面支持。

其次，国产密码解决方案在国际市场上还面临一定的认可和接受度问题。

国密应用原理国密，即国家密码局认定的国产密码算法，主要包括SM2、SM3、SM4等加密算法。

这些算法被广泛应用于政务、金融、电子商务等领域，以保护敏感信息的安全。

下面详细介绍国密的应用原理：1.SM2算法：SM2是一种基于椭圆曲线的公钥密码算法，包括数字签名、密钥交换和加密三种功能。

在应用中，SM2主要用于生成密钥对、数字签名和加密通信。

发送方使用接收方的公钥对信息进行加密，接收方使用自己的私钥进行解密，确保信息在传输过程中的安全。

2.SM3算法：SM3是一种密码杂凑算法，用于生成数据的摘要。

在应用中，SM3主要用于验证数据的完整性和身份认证。

发送方将数据通过SM3算法生成摘要，然后与原始数据一起发送。

接收方收到数据后，使用相同的SM3算法再次生成摘要，并与发送方提供的摘要进行对比，以验证数据的完整性。

3.SM4算法：SM4是一种分组密码算法，用于对数据进行加密和解密。

在应用中，SM4主要用于保护数据的机密性。

发送方使用密钥将数据通过SM4算法进行加密，生成密文。

接收方使用相同的密钥和SM4算法对密文进行解密，还原出原始数据。

国密算法的应用原理可以概括为以下几点：1.使用国家认定的加密算法：国密算法经过国家密码局的认证和授权，具有较高的安全性和可靠性。

在应用中，选择使用国密算法可以确保敏感信息的安全。

2.生成密钥对：在公钥密码算法中，需要生成一对密钥，即公钥和私钥。

公钥用于加密和验证签名，私钥用于解密和生成签名。

密钥对的生成需要遵循一定的算法和规则，以确保其安全性和随机性。

3.加密通信：在通信过程中，使用加密算法对敏感信息进行加密，确保信息在传输过程中的安全。

接收方使用相应的解密算法对密文进行解密，还原出原始信息。

4.验证身份和完整性：使用杂凑算法和签名算法可以验证数据的完整性和身份认证。

发送方将数据通过杂凑算法生成摘要，并使用私钥对摘要进行签名。

接收方使用公钥验证签名并重新生成摘要进行对比，以验证数据的完整性和发送方的身份。

加密软件测试报告20１1.６一、前言随着我公司PDＭ项目的实施，将会大大提高公司的研发效率和水平,同时也会产生大量的图纸、技术文档等资料，这些资料对公司来说就是命脉，是我们的竞争砝码,如果这些资料被非法流出,将会对我公司造成重大的损失，甚至会使某些新产品的研制计划夭折,因此加强对图文档的保密就变得非常重要了。

而目前信息网络又无处不在，公司的电脑也没有做加强的防护,因此现在的泄密途径很多，比如用笔记本电脑、U盘、USB硬盘等移动存储设备就可以将图纸全部拷贝带出，或者用邮件也可以将资料外送，或者通过互联网都可以将资料发送到外部。

除了研发资料外，公司其他一些资料也是机密的,比如我们的财务报表、供应商资料、客户资料、项目资料、成本及价格资料等等都是需要保密的。

近几年，因为企业机密被泄露而导致严重损失的例子经常见诸报端、网络,所以很多公司都已经开始部署加密软件来保护内部的重要资料，通过把机密文件进行加密存储,即使文件被拷贝带出了,离开了原公司的加密环境是不能打开的。

为提升信息管理水准，保障机密电子文档的安全，我公司也应部署一套文档安全管理系统,使公司内部的文档安全可靠,管理规范。

而为了保证重要信息的安全，需要在内部和外部的边界处建立起一道可靠的文档信息安全防线，以使这些重要的数据信息自由流动的范围仅限制在公司内部。

二、测试说明我公司部署的ＰＤM系统是PTＣ的Wｉｎｄcｈiｌｌ系统,是基于JＡVA的B/S架构模式，本次测试主要测试加密软件与Winｄchｉll系统的兼容。

经过与PDM的实施工程师交流和实际加密的简单测试，最终确定PDM系统的加密原则：PDM服务器不进行加密,访问ＰDM系统的客户端进行加密,不装客户端的电脑不允许访问ＰDM系统。

PＤＭ服务器不进行加密是因为Ｗｉｎdchill系统里面有些功能与加密不兼容，如果服务器上存储的文档进行了加密,Ｗindchill的有些功能将不能使用，比如缩略图功能，另外还考虑万一加密出现问题后,服务器上的文档将面临失效的危险,因此确定服务器上不进行加密;客户端进行加密，凡是从ＰDM系统上下载下来的文档都进行加密存储，用设计软件绘制的图纸进行加密存储,检入到PＤＭ系统时进行解密;上传到ＰＤM系统的文档自动进行解密；因为ＰDＭ服务器是明文存储的，所以要对访问进行控制，不允许没安装加密客户端的电脑进行访问。

国产商用密码应用方案1. 简介密码应用方案是现代企业和组织中非常重要的安全措施之一。

它们用于保护敏感信息和数据，防止未经授权的访问和数据泄露。

本文档将介绍一种国产商用密码应用方案，该方案适用于各类企业和组织，能够提供高级的加密和访问控制功能。

2. 方案概述国产商用密码应用方案采用了先进的密码学算法和软硬件集成技术，以确保敏感信息和数据的安全性。

该方案具有以下主要特点：•强大的加密算法：方案使用了多种高级的加密算法，包括AES、RSA、SHA等，以保证信息的机密性和完整性。

•灵活的访问控制：方案支持多种访问控制策略，如基于角色的权限控制、审计日志等，可以根据企业和组织的需要进行个性化配置。

•安全的存储和传输：方案采用了安全的存储和传输机制，如数据加密和HTTPS传输，以保护数据在存储和传输过程中的安全性。

•容易集成和扩展：方案提供了丰富的API和插件接口，可以与其他系统和应用进行集成，并支持扩展和定制化开发。

3. 方案组成国产商用密码应用方案由以下几个核心组件组成：3.1 密码管理器密码管理器是方案的核心功能模块，负责存储和管理用户的密码。

它具有以下主要功能：•密码存储：密码管理器可以安全地存储用户的密码，保证密码的机密性和完整性。

•密码生成：密码管理器可以根据用户的需求生成强密码，并自动保存到存储中。

•密码共享：密码管理器支持密码的共享功能，可以安全地共享密码给其他用户或组织。

•访问控制：密码管理器支持灵活的访问控制策略，可以控制用户对密码的访问权限。

3.2 认证和授权模块认证和授权模块负责用户的身份认证和访问控制。

它具有以下主要功能：•用户认证：认证和授权模块支持多种用户认证方式，如用户名密码、双因素认证等。

•权限管理：认证和授权模块支持基于角色的权限管理，可以根据用户的角色控制其对密码的访问权限。

•审计日志：认证和授权模块记录用户的登录和操作日志，以便进行安全审计和追踪。

3.3 客户端应用方案提供了多种客户端应用，包括桌面应用、移动应用等，用于用户管理密码和进行访问控制。

密码学的相关术语密码学(cryptography)：通过将信息编码使其不可读，从而达到安全性。

算法：取一个输入文本，产生一个输出文本。

加密算法：发送方进行加密的算法。

解密算法：接收方进行解密的算法。

对称密钥加密(Symmetric Key Cryptography)：加密与解密使用相同密钥。

非对称密钥加密(Asymmetric Key Cryptography)：加密与解密使用不同密钥。

密钥对：在非对称加密技术中，有两种密钥，分为私钥和公钥，私钥是密钥对所有者持有，不可公布，公钥是密钥对持有者公布给他人的。

公钥：公钥用来给数据加密，用公钥加密的数据只能使用私钥解密。

私钥：如上，用来解密公钥加密的数据。

摘要：对需要传输的文本，做一个HASH计算。

签名：使用私钥对需要传输的文本的摘要进行加密，得到的密文即被称为该次传输过程的签名。

密码协议密码协议是指两个或两个以上的参与者为了达到某种特定目的而采取的一系列步骤。

规定了一系列有序执行的步骤，必须依次执行。

必须有两个或两个以上的参与者，有明确的目的。

参与者都必须了解、同意并遵循这些步骤。

常见的密码协议包括IPSEC VPN 协议、SSL VPN 协议、密钥交换协议等。

密码算法密码是指描述密码处理过程的一组运算规则或规程，一般是指基于复杂数学问题设计的一组运算，其基本原理基于数学难题、可证明计算、计算复杂度等。

主要包括:对称密码、公钥密码、杂凑算法、随机数生成。

•对称加密算法在对称加密算法中，加密使用的密钥和解密使用的密钥是相同的，加密和解密都是使用同一个密钥，不区分公钥和私钥。

通信双方采用相同的密钥来加解密会话内容，即一段待加密内容，经过同一个密钥的两次对称加密后，与原来的结果一样，具有加解密速度快和安全强度高的优点。

国际算法ES、AES。

国产算法:SM1、SM4、SM7。

•非对称加密算法非对称加解密算法又称为公钥密码，其密钥是成对出现的。

双方通信时，首先要将密钥对中的一个密钥传给对方，这个密钥可以在不安全的信道中传输；传输数据时，先使用自己持有的密钥做加密，对方用自己传输过去的密钥解密。

512022年6月上 第11期 总第383期信息技术与应用China Science & Technology Overview0.引言工业互联网是新一代信息技术与工业经济领域深度融合形成的新兴业态，它将工业系统与高级计算、分析、传感技术及互联网高度融合，是一种能够实现将人、机、物全面互联的新型网络基础设施[1]。

随着工业互联网成为新基建的组成部分，工业互联网已成为国家关键信息基础设施的重要组成部分。

没有网络安全就没有国家安全，没有信息化就没有现代化，党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央重视互联网、发展互联网、治理互联网。

工业互联网的安全可控是确保其在各生产领域能够落地实施的前提，更是产业安全和国家安全的重要基础和保障。

密码技术作为保障工业信息安全的基础性技术，在工业互联网网络体系、平台体系、应用体系建设和网络安全防护体系中占据着举足轻重的地位。

我国高度重视国产密码算法尤其是轻量级密码算法的研究及其在工业互联网领域的应用。

国产商用密码算法已经形成了一套完整体系[2]，并且由我国自主设计的ZUC 法已经成为第三代合作伙伴计划（3GPP）中的4G 国际标准， SM2/SM9数字签名算法、SM3密码杂凑算法、SM4分组密码算法，SM9标识加密算法也已达到国际先进水平，并且通过了国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）的认证，现已成为国际标准。

本文首先阐述密码技术在工业互联网平台基础设施建设、数据全生命周期保护、访问控制等方面的应用情况；其次，分析了目前密码技术在工业互联网应用中所存在的问题；再次，针对工业互联网终端的身份识别问题，设计了一种基于国密算法的安全身份认证协议；最后，分析该协议的双向认证、用户匿名性，并能抵抗假冒攻击等安全特性。

1.密码技术在工业互联网中的应用在工业互联网平台基础设施建设中，需要用到密码服务、密码管理和密码应用。

在IaaS 层，密码应用在租户数据和虚拟机镜像的数据加密保护方面；在PaaS 层，密码应用在数据加解密、安全认证、授权管理和协同签名等方面；在SaaS 层，密码应用在为工业互联网用户提供安全接入、数据加密、数据防篡改、工业敏感数据保护等方面，例如采用SM2算法和SM3算法进行数字签名和完整性校验，并提供数据原发证据和数据接收证据，实现抗抵赖保护。

保密性国产算法国家密码管理局1、密码算法是保障信息安全的核心技术，尤其是我国最关键的银行业核心领域长期以来都是沿用MD5、SHA-256、3DES、AES、RSA 等这些国际通用的密码算法体系及相关标准。

随着计算机性能提升，原本被认为安全的加密算法，也越来越容易破解。

19xx年，RSA公司破解DES用时76天，19xx年用时41天，19xx 年EFF仅用22小时。

20xx年，美国加州圣巴巴拉召开的国际密码大会上，王x云宣读了自己和研究团队对于MD4、MD5、HAVAL-128和RIPEMD四个国际著名密码算法的破译结果，实际是碰撞算法20xx年5月，密歇根大学宣布发现漏洞导致RSA 1024位私钥加密被破解2、随着金融安全上升到国家安全高度，近年来国家有关机关和监管机构站在国家安全和长远战略的高度提出了推动国密算法应用实施、加强行业安全可控的要求。

摆脱对国外技术和产品的过度依赖，建设行业网络安全环境，增强我国行业信息系统的“安全可控”能力显得尤为必要和迫切。

3、基于这种大背景下，国家密码管理局（国家商用密码管理办公室与中央密码工作领导小组办公室）逐步推出公布国内自主可控的商用密码算法标准，即国密系列算法。

国密和商密国密算法是国家密码管理局制定颁布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。

国密与商密，一般认为是同义词，是指由国家密码管理局公布认定的系列国产商用密码算法。

根据19xx年10月7日国务院发布实施的《商用密码管理条例》第一章第二条规定:“本条例所称商用密码,是指对不涉及国家秘密内容的信息进行加密保护或者安全认证所使用的密码技术和密码产品”。

国密算法常见的国密算法主要有以下几种：SM1:对称加密算法，与AES相当，算法不公开，专供硬件,主要用于智能IC卡。

SM2：非对称加密算法，基于ECC，强于RSA，算法公开，用于数字签名领域。

一、实验目的1. 了解我国国密算法的基本概念、原理和特点。

2. 掌握国密算法在实际应用中的实现方法。

3. 培养学生对密码学知识的实际操作能力。

二、实验内容1. 国密算法概述2. SM1对称加密算法3. SM2椭圆曲线公钥密码算法4. SM3哈希算法5. 实验项目：使用SM2算法进行数字签名三、实验原理1. 国密算法概述国密算法是指我国自主研发的一套密码算法体系，包括对称加密算法、非对称加密算法、哈希算法等。

国密算法遵循国家标准，具有自主知识产权，能够有效保障信息安全。

2. SM1对称加密算法SM1算法是我国自主研发的分组密码算法，其分组长度为128位，密钥长度也为128位。

SM1算法与AES算法安全保密强度相当，但SM1算法不公开，仅以IP核的形式存在于芯片中。

3. SM2椭圆曲线公钥密码算法SM2算法是我国自主研发的椭圆曲线公钥密码算法，基于椭圆曲线密码机制。

SM2算法在签名、密钥交换方面不同于国际标准ECDSA、ECDH，具有更高的安全性。

4. SM3哈希算法SM3算法是我国自主研发的哈希算法，能够生成固定长度的散列值，用于验证数据的完整性和真实性。

SM3算法在设计时充分考虑了安全性，能够抵抗各种已知的密码分析攻击。

5. 实验项目：使用SM2算法进行数字签名数字签名是一种用于验证数据完整性和真实性的技术。

本实验项目将使用SM2算法实现数字签名，包括以下步骤：（1）生成密钥对：首先，使用SM2算法生成一对密钥（公钥和私钥）。

（2）签名：使用私钥对数据进行签名，生成签名值。

（3）验证：使用公钥对签名值进行验证，以确认签名的有效性。

四、实验步骤1. 安装实验软件（1）下载并安装OpenSSL软件，用于实现国密算法。

（2）下载并安装国密算法库，如Bouncy Castle。

2. 编写实验代码（1）生成密钥对：使用SM2算法生成一对密钥（公钥和私钥）。

（2）签名：使用私钥对数据进行签名，生成签名值。

（3）验证：使用公钥对签名值进行验证，以确认签名的有效性。

国产密码的研究与应用张峰，李祥军，于乐，张弘扬, 唐克迪（中国移动通信集团公司信息安全管理与运行中心，北京 100053）摘　要　本文聚焦在国产密码的研究与应用，包括梳理国产密码政策法规和国产密码算法情况，分析当前密码技术面临的风险，列举国产密码在物联网中的成功应用，如身份认证、数据传输和数据存储方面的应用，最后提出对国产密码的发展展望。

关键词　国产密码；国产密码算法；物联网中图分类号 TN918 文献标识码 A 文章编号 1008-5599（2020）12-0019-06收稿日期：2020-11-05密码是网络安全的核心技术和基础支撑。

自2012年以来，国家密码管理局陆续发布了我国商用密码技术标准。

截止到2019年12月，已发布密码行业标准77项，范围涵盖密码算法、密码协议、密码产品、密码应用和密码检测等多个方面，已初步满足我国社会各行业在构建信息安全保障体系时的密码应用需求。

商业秘密具有秘密性、财产性和可分享性，商用密码的作用之一就是保护商业秘密。

目前国产密码在通信、金融、能源、互联网和物联网等各行业都有较多应用，如通过国密算法实现身份认证、通道加密、数据加密和数据防篡改等安全功能。

国产密码将在各行业更加深入和普及，相应的密码技术也会愈加成熟和完备。

1 国产密码概述1.1 国产密码国家政策法规国家对国产密码的重视程度不断增强，并发布了各类国产密码的指导标准(见表1)，为保障国家关键信息基础设施安全、构建自主可控信息技术体系、打造以密码技术为核心的多种技术相互融合的新网络安全体系提供了坚实基础。

1.2 国产密码情况在我国，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，如图1所示。

国产密码包括SM1、SM2、SM3、SM4、SM7、SM9和祖冲之密码算法（ZUC）等。

其中SM1、SM4、SM7和祖冲之密码（ZUC）是对称算法；SM2和SM9是非对称算法；SM3是杂凑算法。

国产密码的研究与应用摘要：文章重点对国内密码的研究和应用进行了分析，其中包括国内密码的政策和法规等方面的内容，并对国内密码算法的现状进行了梳理。

结合密码技术所面临的发展风险，讨论了国产密码在物联网中的相关应用，进一步提出与国产密码相关的发展展望，以期为相关人员提供参考和借鉴。

关键词：国产密码；国产密码算法；安全风险应对引言：在通信、能源、金融、物联网、互联网等多个行业中，国产密码的应用具有广泛性，通过运用国产密码算法，以发挥安全功能，如身份认证、数据加密、通道加密、数据防篡改等等。

随着国产密码在行业中的深入和普及，密码技术逐渐变得成熟和完备，能够辅助对信息安全保证体系的构建，并满足我国社会各行业的密码应用需求。

1.国产密码相关国家政策法规随着我国对国产密码重视程度的不断加强，在发布国产密码指导标准时，其类型各不相同。

为确保国家关键信息基础设施建设的安全性，完成对自主可控信息技术体系的构建，将密码技术作为核心，在促进多种科学技术相互融合时，基于该类坚实的基础，能够完成对新网络安全体系的构建。

2.国产密码算法2.1SM1算法SM1属于分组密码算法，当密钥为128 bit时，实际的数据包为128 bit。

无论是安全，还是软硬件的实现，还是性能上，都丝毫不逊色于 AES，至于具体的算法，目前还没有公开，通常是作为一个 IP核心储存在芯片内。

当前，以SM1算法为基础的各种安全产品已被研制出来。

例如，系列芯片、智能 IC卡、加密卡、智能密码钥匙、加密机等，并在电子政务、电子商务等多个领域中有着广泛的应用。

2.2SM2算法SM2是一种基于 ECC的椭圆曲线加密系统，其安全性能优于 ECDSA和 ECDH，在签名和密钥交换等方面也有较大的区别。

在SM2中，有一条以256比特为主的标准曲线。

SM2标准主要包括四个方面的内容：总则，数字签名算法，密钥交换协议，公钥加密算法。

在每一部分，都有一个用于说明详细内容和实例的附录。

国产密码算法及应用商用密码，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。

(包括密码算法编程技术和密码算法芯片、加密卡等的实现技术)。

商用密码技术是商用密码的核心，国家将商用密码技术列入国家秘密，任何单位和个人都有责任和义务保护商用密码技术的秘密。

商用密码的应用领域十分广泛，主要用于对不涉及国家秘密内容但又具有敏感性的内部信息、行政事务信息、经济信息等进行加密保护。

比如各种安全认证、网上银行、数字签名等。

为了保障商用密码安全，国家商用密码管理办公室制定了一系列密码标准，包括 SSF33、SM1 (SCB2)、SM2、SM3、SM4、SM7、SM9、祖冲之密码算法等等。

其中 SSF33、SM1、SM4、SM7、祖冲之密码是对称算法； SM2、SM9 是非对称算法； SM3 是哈希算法。

目前已经公布算法文本的包括 SM2 椭圆曲线公钥密码算法、 SM3 密码杂凑算法、 SM4 分组密码算法等。

一、国密算法简介1.SM1对称密码国密 SM1 算法是由国家密码××局编制的一种商用密码分组标准对称算法，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) 。

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。

国密 SM2 算法标准包括 4 个部分，第 1 部分为总则，主要介绍了 ECC 基本的算法描述，包括素数域和二元扩域两种算法描述，第 2 部分为数字签名算法，这个算法不同于 ECDSA 算法，其计算量大，也比 ECDSA 复杂些，也许这样会更安全吧，第 3 部分为密钥交换协议，与 ECDH 功能相同，但复杂性高，计算量加大，第 4 部分为公钥加密算法，使用 ECC 公钥进行加密和 ECC 私钥进行加密算法，其实现上是在 ECDH 上分散出流密钥，之后与明文或者是密文进行异或运算，并没有采用第 3 部分的密钥交换协议产生的密钥。

42Standardization标准化2020年1月1日《中华人民共和国密码法》正式进入实施阶段。

密码的应用开始有法可依、有法可循，国家密码管理局新闻发言人李国海表示：“密码法中的密码就是采用特定变换对信息等进行加密保护和安全认证的技术、产品和服务。

”简单地说，加密保护就是把明文变成密文，将原来可读的信息变成不能识别的符号序列。

通俗地讲，就是将原来大家都看得懂的信息，能够识读的文字、能够观看的视频，变成一堆完全看不懂的数字或符号。

《密码法》将密码分为核心密码、普通密码和商用密码，对密码实行分类管理，商用密码用于保护不属于国家秘密的信息的密码，公民、法人和其他组织均可依法使用。

在智慧社区建设中，同样离不开商用密码。

智慧社区是利用物联网、云计算、移动互联网、信息智能终端等新一代信息技术，通过对各类与居民生活密切相关信息的自动感知、及时传送、及时发布和信息资源的整合共享，实现对住区居民“吃、住、行、游、购、娱、健”生活七大要素的数字化、网络化、智能化、互动化和协同化，让“五化”成为居民工作、生活的主要方式，为居民提供更加安全、便利、舒适、愉悦的生活环境。

信息化可以说是智慧社区建设的基础，而密码保障的就是信息化安全。

当前家家户户用的智能电表就应用了密码技术，下载手机APP 就可以交电费，或者使用充值卡缴费，方便快捷的背后都源于密码技术的安全保护。

还有国产密码算法在社区安防系统中的应用，实现了物业对门禁系统的远程集中监控和管理。

2019年，由住房和城乡建设部信息中心组织的《基于国产密码算法的国产密码算法在智慧社区中的应用场景广泛文｜张栋城市物联网密钥管理系统规划方案》评审会在京召开，并通过了由沈昌祥院士担任组长的专家评审委员会的评审。

该密钥管理系统已经上线部署，投入使用，主要应用于基于云、管、边、端的智能建筑、智慧社区、智能家居等物联网场景。

在智能家居、门禁门锁、计量仪表等智能设备应用加装行业级国密安全模块，基于统一密码安全为用户提供创新的智能产品服务体验，打通智能终端间的互联互通和综合管理及服务平台的有效衔接。

国产密码解决方案
《国产密码解决方案：保护信息安全》
随着信息安全日益受到重视，密码作为一种常见的信息保护手段，也成为了人们关注的焦点之一。

在这个背景下，国产密码解决方案逐渐崭露头角，成为了信息安全领域的重要组成部分。

国产密码解决方案得到关注，首先是由于它的自主知识产权和技术创新。

在过去，我国在密码领域一直是依赖进口技术，这不仅存在着一定的安全隐患，也增加了信息安全成本。

而随着自主研发和技术创新的推进，国产密码解决方案在安全性和成本效益上都有了显著的提升，逐渐受到用户的欢迎。

其次，国产密码解决方案也得到了政策支持和市场需求的推动。

国家对信息安全的重视，使得政府在采购和使用密码产品时更加倾向于选择国产解决方案。

与此同时，国内市场对信息安全的需求也在不断增长，这为国产密码解决方案提供了广阔的发展空间。

此外，国产密码解决方案还在不断提升自身的技术水平和服务质量。

通过加大研发投入，拓展合作渠道，提升售后服务，国产密码解决方案在安全性、便利性和用户体验方面都取得了长足进步，逐渐弥补了与国外品牌的差距。

综合而言，国产密码解决方案的崛起不仅是信息安全发展的重要标志，也为保护国家和个人信息安全作出了重要贡献。

未来，
随着技术的不断创新和市场的持续需求，国产密码解决方案将继续发挥重要作用，为信息安全保驾护航。