涂彬彬, 王现方, 张立廷

成都卫士通信息产业股份有限公司 摩石实验室, 北京100070

1 介绍

2010 年, 国家密码管理局发布了SM2 椭圆曲线公钥密码算法标准[1], 包括数字签名算法、密钥交换协议和公钥加解密算法. 2016 年, 国家密码管理局发布了SM9 标识密码算法标准[2], 包括数字签名算法、密钥交换协议、密钥封装算法和加解密算法. 目前, SM2 和SM9 的数字签名算法均已成为ISO/IEC 国际标准. 作为我国发布的首个公钥密码算法和标识密码算法标准, SM2 和SM9 算法对我国商密领域各类信息系统的安全防护发挥了重要作用.

密钥是密码算法的核心信息, 其生成、分发、存储、销毁等机制需要专门设计和管理. SM2 算法[1,3]的私钥完全由单个用户掌握, 保障了签名操作的不可否认性, 但同时面临私钥丢失、权限滥用或被攻击者控制等安全风险. SM9 算法[2,4]的密钥生成中心(Key Generation Center, KGC) 秘密保存系统主私钥,用于生成所有用户的标识私钥, 在应用过程中同样面临单点故障的风险和问题, 难以满足物联网、云计算等应用场景对密码系统的健壮性需求.

在SM2 算法应用方面, 林璟锵等[5]针对两方分布式应用场景, 设计了适用于云计算的SM2 协同签名机制. 其基本思想是将SM2 私钥分割成两部分, 分别存储于云端和终端, 签名操作需要云端和终端协同完成, 从而避免了全部私钥存储于终端而导致的安全风险. 随后, 针对不同的应用场景和需求, 涌现出多个此类SM2 签名机制[6-16]. 2020 年, Yudi Zhang 等[17]提出了基于同态加密的SM2 协同签名算法, 并给……