ISOIEC 9797-12011Amd 12023 信息技术安全技术消息认证码第1部分分组密码机制修改1标准立项发展报告

信息技术安全技术消息认证码第1部分：分组密码机制修改1标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology—SecurityTechniques—MessageAuthenticationCodes(MACs)—Part1:Mechanismsusingablockcipher—Amendment1摘要随着全球信息化进程的不断深入，数据在存储与传输过程中的完整性、真实性及源认证问题日益凸显，消息认证码作为保障上述安全属性的核心密码学机制，已成为金融、通信、物联网及电子政务等领域的基础性安全组件。ISO/IEC9797-1是国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）联合制定的一项基础性密码算法标准，规定了基于分组密码的消息认证码机制，其应用覆盖ISO8583金融交易报文、GB/T15852系列国家标准及众多行业密码协议。2023年8月25日，ISO/IEC正式发布了第1部分的第一号修改单（Amd1:2023），对该标准的机制定义和技术内容进行了补充修订。本报告围绕该修改单的立项背景、修订内容、技术价值及行业影响展开系统分析。报告指出，本修改单的发布进一步明确了关键MAC机制的技术细节，消除了应用歧义，增强了新应用场景下的安全适配性，对国内外相关标准体系的衔接具有重要战略意义。本报告适用于信息安全标准化工作者、密码算法研发人员及相关行业技术管理人员参考。关键词：消息认证码；分组密码；ISO/IEC9797-1；标准修订；修改单；密码机制；数据完整性一、引言消息认证码（MessageAuthenticationCode,MAC）是一种用于验证消息完整性和真实性的密码学技术，由消息和密钥共同生成一个固定长度的认证标签，接收方通过重新计算并比对标签来判断消息在传输过程中是否被篡改、以及消息源是否可信。MAC算法广泛应用于网络协议安全（如TLS）、金融交易报文认证、无线传感器网络、车联网通信及区块链交易验证等场景，是现代信息安全基础设施中不可替代的核心组件。ISO/IEC9797-1是消息认证码算法领域的纲领性国际标准，其全称为"信息技术—安全技术—消息认证码（MACs）—第1部分：使用分组密码的机制"。该标准定义了基于分组密码（如AES、SM4等）构造消息认证码的通用框架和具体机制，并规定了六种MAC算法的数据填充方式及密钥生成方法。该标准在国际标准化体系中占据重要地位，不仅被众多国际安全协议直接引用，也是我国GB/T15852.1-2020《信息技术安全技术消息鉴别码第1部分：采用分组密码的机制》的对应采用对象。在标准实施十余年后，面对密码分析技术的进步、新兴应用场景的涌现以及国际标准化体系内部协调的需求，ISO/IECJTC1/SC27（信息安全、网络安全和隐私保护分技术委员会）启动了针对ISO/IEC9797-1:2011的第一号修改单的制定工作，并于2023年8月25日正式发布ISO/IEC9797-1:2011/Amd1:2023。本报告对该修改单的立项动因、修订内容及影响进行全面分析。二、标准基本信息标准编号：ISO/IEC9797-1:2011/Amd1:2023标准名称：信息技术安全技术消息认证码第1部分：分组密码机制修改1英文名称：Informationtechnology—Securitytechniques—MessageAuthenticationCodes(MACs)—Part1:Mechanismsusingablockcipher—Amendment1标准状态：现行（Active）发布机构：国际标准化组织（ISO）/国际电工委员会（IEC），联合技术委员会JTC1下属SC27分技术委员会归口管理发布日期：2023年8月25日发布年份：2023年国别：国际组织语言：英语版本说明：电子版加密PDF格式，约1分钟可下载，有水印，需安装FileOpen插件，电脑需联网，限制累计3台电脑共打印5次定价：144.0元三、标准立项背景与发展沿革3.1国际标准化背景ISO/IEC9797-1的制定始于20世纪90年代末期。1999年，ISO/IEC发布了该标准的首版（ISO/IEC9797-1:1999），规定了使用分组密码构造消息认证码的六种机制。此后，随着分组密码算法（特别是AES）的广泛部署和密码分析理论的持续发展，该标准于2011年进行了系统性修订，形成了现行基础版本ISO/IEC9797-1:2011。该版本在原有六种机制基础上，对密钥生成方案、填充方式及安全要求的描述进行了优化，增强了标准的适用性和严密性。2011版标准发布后，在全球范围内被广泛采用。但与此同时，密码学界提出了若干针对MAC构造的新型分析方法，同时ISO/IEC9797-1的内部结构也与其姊妹标准ISO/IEC9797-2（采用专用哈希函数的MAC机制）之间存在一定的文本协调需求。此外，国际标准化组织在2018年前后启动了对ISO/IEC9797系列标准的整体梳理，SC27/WG2（密码学与安全机制工作组）在定期标准维护评审中，识别出ISO/IEC9797-1:2011中若干需要澄清和修订的技术事项。3.2标准立项的动因本修改单的立项主要基于以下几方面动因：第一，技术细节的澄清需求。在ISO/IEC9797-1:2011的多年应用实践中，标准化专家和行业用户反映，部分MAC机制的应用条件、密钥使用约束及安全强度标注存在表述不够精确的情况，为使标准内容更加严谨明确，有必要对相关条款进行补充和澄清。第二，与ISO/IEC9797-2的协调一致。ISO/IEC9797-2（基于专用哈希函数的MAC机制）于2021年完成了修订（ISO/IEC9797-2:2021），其中引入了一些新的术语和文本表达方式。为保证同一系列标准间的内部一致性，ISO/IEC9797-1需要进行对应的文本调整和术语统一。第三，新应用场景的安全适配。随着轻量级密码技术在物联网领域的广泛部署，ISO/IEC29192系列标准引入了新的轻量级分组密码（如PRESENT、LEA等）。这类算法在分组长度、密钥长度等方面与传统分组密码存在差异，需要ISO/IEC9797-1在机制描述上提供更清晰的适配说明。综上，SC27/WG2经过多次工作组会议讨论，于2021年正式启动了ISO/IEC9797-1:2011/Amd1的制定工作，经历草案编制、内部评审、委员会投票等标准化程序后，于2023年8月正式发布。四、标准修订的主要内容本修改单对ISO/IEC9797-1:2011进行了有针对性的技术修订和编辑性完善，主要修订内容涵盖以下几个方面：4.1术语和定义的更新修改单对标准正文中的部分术语进行了修订，使其与ISO/IEC9797-2:2021中的对应术语保持统一。例如，对MAC算法的输入输出描述、密钥派生过程的术语表达等进行了精细化调整，增强了系列标准间的术语一致性，降低了跨标准引用时的理解偏差。4.2技术条款的澄清与完善修改单针对标准正文中的若干关键技术条款进行了澄清性修订。在MAC机制的安全使用条件方面，修改单进一步明确了对密钥更新策略的建议，就各机制在不同分组长度下的适用性给出了更清晰的说明，为应用开发者提供了明确的安全使用边界。4.3编辑性修正修改单还对2011版标准中的少量编辑性错误进行了修正，包括公式编排、交叉引用编号、附录表述等内容，提升了标准的整体质量和可读性。这些修订虽不改变算法的数学本质，但对确保标准文本在形式上的准确性和一致性具有积极意义。五、标准技术内容概述ISO/IEC9797-1:2011（含本修改单）所定义的MAC机制基于分组密码构造，标准规定了两大类数据填充方式（填充方式1和填充方式2）和六种MAC算法机制（机制1至机制6）。每一种机制在密钥使用方式、数据处理流程和最终MAC截取规则方面均有明确定义：-机制1：仅使用单一密钥K，是最基本的MAC构造方式，适用于对性能要求较高的应用场景。-机制2：采用双密钥（K和K''），在MAC计算完成后使用第二个密钥对结果进行后处理，提供了更强的安全性。-机制3：采用三密钥或双密钥（K,K',K''），引入密钥白化操作，安全性进一步增强。-机制4-机制6：分别对应不同的数据填充方式和密钥调度策略，为特殊安全需求提供了灵活选择。这些机制的设计遵循了充分的安全分析，其中包括ISO/IEC9797-1附录中提供的安全冗余度评估方法。标准要求使用者在选择MAC机制时，应基于应用场景的安全需求、性能约束和密码算法特性，综合确定合适的机制参数。六、主要参与单位介绍本修改单的制定工作由ISO/IECJTC1/SC27分技术委员会归口管理，具体由SC27/WG2（密码学与安全机制工作组）承担修订任务。WG2是国际密码标准化领域最核心的工作组之一，其成员包括来自全球各国的密码学专家、标准化专家和信息安全企业技术骨干。在WG2中，德国国家标准化机构（DIN）委派的专家团队在本修改单的制定过程中发挥了重要的牵头作用。DIN作为ISO的创始成员之一，长期深度参与SC27的工作，其在密码算法标准化领域积累了丰富的研究经验和国际影响力。德国专家团队的数学基础深厚，对分组密码的安全性分析具有世界领先水平，早在ISO/IEC9797-1:2011版修订阶段就贡献了大量核心内容，本次修改单的文本草案也主要由德方专家牵头起草。此外，来自美国国家标准与技术研究院（NIST）、英国标准协会（BSI）、日本工业标准调查会（JISC）、中国国家标准化管理委员会（SAC）等国家成员体的专家也积极参与了本修改单的讨论和评审工作，确保了标准内容的全球适用性和技术中立性。七、标准实施的意义与影响本修改单的发布标准虽属技术性修订，但其对产业界和标准化体系的影响不可忽视，其意义体现在多个层面：7.1对国际信息安全标准体系的完善本次修改单的发布是ISO/IEC9797系列标准持续维护机制的重要体现。通过定期评审和及时修订，国际标准能够始终与密码学前沿研究保持同步，确保标准化文件在数学安全性和工程适用性之间实现平衡。修改单的实施进一步完善了SC27框架下的MAC标准体系，增强了ISO/IEC9797-1与ISO/IEC9797-2之间的协调性，为ISO8583、ISO/IEC29192等相关标准的引用提供了更扎实的技术基础。7.2对国内标准应用的影响我国现行国家标准GB/T15852.1-2020《信息技术安全技术消息鉴别码第1部分：采用分组密码的机制》修改采用了ISO/IEC9797-1:2011。本修改单发布后，全国信息安全标准化技术委员会（TC260）已将同步修订工作提上议事日程，以保持国家标准与国际标准的技术一致性。此举对我国金融支付、电子政务、数据安全等领域的密码应用合规性具有重要的支撑作用——标准的一致性意味着使用国产密码算法（如SM4）构建的MAC机制在参数选择和安全评估方面能够与对应国际标准体系保持等效衔接，降低跨境业务场景下的互操作障碍。7.3对产业应用的指导价值对于密码产品制造商、安全方案提供商和行业用户而言，本修改单的技术澄清有助于消除标准实施过程中的歧义，降低因理解偏差导致的安全配置错误风险。特别是在多算法、多平台环境下的互操作性测试和安全性评估中，标准文本的精确性直接关系到产品的一致性验证结果。本修改单的发布为相关产品的设计、开发、测试和认证提供了更加清晰的技术依据。八、结论与展望ISO/IEC9797-1:2011/Amd1:2023的正式发布，标志着国际消息认证码标准化工作在持续演进中迈出了坚实的一步。本次修改单以技术澄清和文本协调为核心目标，通过精准的修订内容提升了标准的使用价值和权威性，为全球信息安全产品的研发与国际互认提供了更为可靠的标准化支撑。同时，标准文本的明晰化对推动MAC机制的安全部署具有直接的积极意义，有助于降低因标准理解歧义而引发的安全事件风险。展望未来，随着量子计算技术的不断发展，抗量子密码算法的标准化已成为国际密码标准化领域的重要议题。在此背景下，MAC机制如何与后量子密码算法有效结合将成为下一代标准修订的重要方向。此外，随着同态加密、安全多方计算等新型密码范式的兴起，消息认证码的构造和功能需求也将面临新的挑战。ISO/IEC9797系列标准的持续维护和演进，必将在未来的信息安全标准版图中继续发挥不可替代的基础性作用。参考文献[1]ISO/IEC9797-1:2011/Amd1:2023,Informationtechnology—Securitytechniques—MessageAuthenticationCodes(