ISOIEC 29192-12012Amd 12025 信息技术 安全技术 轻量级密码术 第1部分总则 修改件1标准立项发展报告

信息技术安全技术轻量级密码术第1部分:总则修改件1标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology—SecurityTechniques—LightweightCryptography—Part1:General—Amendment1摘要随着物联网（IoT）、射频识别（RFID）、智能传感器、可穿戴设备及嵌入式系统等资源受限环境的迅猛发展，传统密码算法因计算开销大、资源占用高而难以直接部署。轻量级密码术（LightweightCryptography）作为面向受限环境的安全解决方案，近年来已成为国际密码标准化领域的核心议题。本报告围绕国际标准ISO/IEC29192-1:2012/Amd1:2025的立项与发布，系统梳理该标准修改件的修订背景、技术内容、应用价值及产业影响。该修改件由国际标准化组织（ISO）于2025年12月正式发布，是在ISO/IEC29192-1:2012《信息技术安全技术轻量级密码术第1部分：总则》基础上的重要技术更新，旨在进一步明确轻量级密码的应用框架、安全模型与术语体系，并为后续轻量级密码算法标准的制定与推广奠定更为坚实的基础。报告详细分析了轻量级密码技术的演进脉络，阐述了该修改件的关键技术要点及其与ISO/IEC29192系列其他部分的协同关系，并对主要参与单位ISO/IECJTC1/SC27的工作机制进行了介绍。最后，报告从技术发展、产业应用和国际标准化趋势三个维度展望了轻量级密码术标准的未来方向。关键词：轻量级密码术；ISO/IEC29192；标准化；物联网安全；密码算法；修改件Keywords:LightweightCryptography;ISO/IEC29192;Standardization;IoTSecurity;CryptographicAlgorithms;Amendment一、引言1.1研究背景随着信息技术的飞速发展，物联网设备、智能卡、无线传感器网络、车联网终端等资源受限设备的数量呈爆炸式增长。据国际数据公司（IDC）预测，到2025年全球物联网连接设备数量将超过750亿台。这些设备在为我们带来智能化便利的同时，也面临着严峻的信息安全威胁。然而，传统密码算法（如RSA、AES等）通常需要较高的计算能力、存储空间和能耗资源，难以在资源受限的轻量级设备上高效运行。轻量级密码术（LightweightCryptography）正是在这一背景下应运而生。它旨在提供在计算能力、内存容量、能耗等方面具有高度适应性的密码算法，以满足各类资源受限设备的安全需求。国际标准化组织（ISO）于2012年发布了ISO/IEC29192系列标准，为轻量级密码算法的设计、评估和应用提供了统一的技术框架。1.2修订需求分析自ISO/IEC29192-1:2012发布以来，轻量级密码技术经历了快速发展与演变。一方面，新的轻量级密码算法不断涌现，包括分组密码、流密码、哈希函数、认证加密算法等多种类型；另一方面，随着量子计算的发展、5G/6G通信的普及以及边缘计算的兴起，对轻量级密码的安全性和性能提出了更高要求。此外，近年来针对轻量级密码算法的侧信道攻击、故障注入攻击等物理攻击手段不断演进，原有的总则性文件在术语定义、安全模型和应用框架等方面亟需更新。在此背景下，ISO/IECJTC1/SC27（信息技术安全技术分技术委员会）启动了ISO/IEC29192-1:2012的修订工作，最终形成并发布了本修改件（Amendment1:2025）。二、标准概述2.1标准基本信息-标准全称：信息技术安全技术轻量级密码术第1部分：总则修改件1-标准编号：ISO/IEC29192-1:2012/Amd1:2025-英文名称：Informationtechnology—Securitytechniques—Lightweightcryptography—Part1:General—Amendment1-发布机构：国际标准化组织（ISO）-发布日期：2025年12月12日-标准状态：现行-国际标准分类：35.030（IT安全）-适用对象：物联网设备制造商、密码算法设计者、安全评估机构、标准化机构等2.2ISO/IEC29192系列标准简介ISO/IEC29192系列标准是轻量级密码术领域的核心国际标准，由ISO/IECJTC1/SC27负责制定。该系列标准包括以下部分：-第1部分：总则（ISO/IEC29192-1）——定义轻量级密码术的基本概念、术语和安全模型；-第2部分：分组密码（ISO/IEC29192-2）——规定轻量级分组密码算法的技术要求（如PRESENT、CLEFIA等）；-第3部分：流密码（ISO/IEC29192-3）——规定轻量级流密码算法的技术要求（如Trivium等）；-第4部分：使用非对称技术的机制（ISO/IEC29192-4）——规定轻量级非对称密码机制；-第5部分：哈希函数（ISO/IEC29192-5）——规定轻量级哈希函数的技术要求；-第6部分：消息认证码（ISO/IEC29192-6）——规定轻量级消息认证码机制；-第7部分：轻量级认证加密（ISO/IEC29192-7）——规定轻量级认证加密算法。本修改件作为第1部分的重要补充，对各部分之间的一致性协调和术语统一起到了关键作用。三、修订主要内容3.1术语和定义的更新本修改件对原有术语体系进行了系统性更新，主要变化包括：（一）新增术语修改件新增了若干关键术语，以反映轻量级密码领域的最新发展。主要包括：“轻量级认证加密”（LightweightAuthenticatedEncryption），指同时提供机密性、完整性和真实性保护的轻量级密码机制；“实现攻击”（ImplementationAttack），指针对密码算法物理实现的攻击方式，包括侧信道攻击和故障注入攻击等；“资源受限环境”（Resource-ConstrainedEnvironment），指在计算能力、存储容量、能耗、带宽等方面受限的使用环境。此外，修改件还对“轻量级密码术”（LightweightCryptography）的核心定义进行了重新表述，更加强调其面向受限环境的适应性设计理念，不仅关注资源效率，也充分考虑安全性与实现成本的平衡。（二）术语关系梳理修改件进一步明晰了轻量级密码术与相关概念的关系。例如，明确了轻量级密码术与传统密码术（经典密码算法）之间的区别与联系，指出轻量级密码术并非在安全性上妥协，而是在特定约束条件下追求最优的安全-性能平衡；同时，修改件还界定了“轻量级”的量化评估维度，将实现面积、内存占用、功耗、吞吐量等均纳入考量范畴，使之更加贴近工程设计实际。3.2安全模型的补充针对近年来密码分析技术的发展和物理攻击手段的演进，修改件对安全模型部分进行了重要补充：（一）侧信道安全考量：新增了关于侧信道攻击（如功耗分析、电磁辐射分析、时序分析等）对轻量级密码实现影响的分析框架，明确了在不同安全等级下对侧信道防护的指导性要求。（二）故障注入攻击建模：引入了故障注入攻击（如时钟毛刺、电压毛刺、激光注入等）的威胁模型，为后续各算法标准中相关防护措施的规定提供了理论依据。（三）安全等级划分：对轻量级密码的安全等级划分进行了细化，新增了面向特定应用场景的安全等级建议，使标准在指导实际应用时更具操作性。3.3应用框架的完善修改件对轻量级密码术的应用框架进行了显著扩展和更新：（一）新增应用场景：在原有物联网感知层设备、智能卡、RFID标签等应用场景的基础上，新增了可穿戴设备、医疗植入设备、工业控制系统终端、智能电网终端等应用场景的密码需求分析。（二）部署指南补充：增加了轻量级密码算法在不同类型设备（如8位微控制器、16位微控制器、FPGA、ASIC等）上的部署指导，包括实现效率考量、能耗管理策略等。（三）互操作性要求：新增了轻量级密码算法在不同厂商设备之间的互操作性指导原则，为物联网生态系统的规模化部署提供了标准化支撑。四、修订的背景与意义4.1技术背景轻量级密码术的研究和标准化工作自21世纪初开始逐步深入。2007年，ISO/IECJTC1/SC27启动了轻量级密码标准化项目，经过多年努力，于2012年发布了ISO/IEC29192系列标准的首批文件。此后，NIST于2018年启动了轻量级密码标准化项目（LightweightCryptographyProject），并于2023年正式选择了ASCON算法作为轻量级密码标准。这一系列进展充分表明轻量级密码术已成为全球密码标准化的重点方向。4.2修订的必要性随着技术和应用的快速发展，对ISO/IEC29192-1:2012进行修订具有多方面的必要性：（一）适应新技术需求：新型设备的多样性和新应用场景的复杂性要求轻量级密码框架具有更强的适应性和指导性。（二）协调系列标准一致性：随着ISO/IEC29192系列标准的扩充（新增第5、6、7部分），有必要更新总则文件以保持术语和框架的一致性。（三）响应安全研究进展：近年来的密码分析研究成果和物理攻击方法的发展，要求在安全模型方面进行相应更新。（四）推动国际互认：通过修订更新，促进各国在轻量级密码算法采纳方面的一致性，推动全球物联网安全互操作。五、主要参与单位介绍5.1ISO/IECJTC1/SC27概述负责制定和维护ISO/IEC29192系列标准的机构是ISO/IECJTC1/SC27（信息技术安全技术分技术委员会），全称为“ISO/IECJointTechnicalCommittee1,InformationTechnology—Subcommittee27,ITSecurityTechniques”。ISO/IECJTC1/SC27成立于1990年，是国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）联合技术委员会（JTC1）下属的分技术委员会，秘书处设在德国国家标准机构（DIN）。该分技术委员会是信息安全领域最具权威性的国际标准化组织之一，负责制定信息技术安全技术和机制相关的国际标准。SC27下设有多个工作组（WorkingGroup），其中本文所涉及的轻量级密码标准由WG2（密码学与安全机制工作组，CryptographyandSecurityMechanisms）负责具体技术工作。WG2汇集了来自全球各国的密码学专家、信息安全从业者、学术研究人员和产业界代表，在密码算法标准化方面积累了丰富的技术经验和广泛的国际共识。5.2SC27的主要工作与贡献SC27在信息安全标准化领域的主要贡献包括：-制定并维护ISO/IEC27000系列信息安全管理体系标准，确立了全球通用的信息安全管理框架；-制定密码算法相关标准，包括ISO/IEC18033（加密算法）、ISO/IEC10118（哈希函数）、ISO/IEC29192（轻量级密码）等；-制定信息安全评估标准（ISO/IEC15408，即CommonCriteria），为信息安全产品和系统的安全性评估提供国际公认的依据；-制定网络安全、隐私保护、云安全、物联网安全等新兴领域的安全标准。在轻量级密码标准化方面，SC27通过WG2长期组织开展轻量级密码算法的征集、评估和标准化工作。各国专家积极参与标准制定流程，通过多轮技术讨论和审阅，确保了标准的技术先进性和国际适用性。本修改件的制定正是这一国际合作机制的重要成果。六、标准应用与实施6.1产业应用现状ISO/IEC29192系列标准在产业界的应用日益广泛，主要体现在以下方面：（一）物联网安全芯片：多家半导体企业已将符合ISO/IEC29192标准的轻量级密码算法集成到物联网安全芯片中，用于设备身份认证、安全通信和数据保护。（二）智能设备安全方案：智能家居、可穿戴设备、智能医疗设备等产品的安全方案越来越多地采用ISO/IEC29192标准的算法。（三）通信协议安全增强：某些低功耗广域网（LPWAN）通信协议在安全层设计中参考了ISO/IEC29192标准。6.2应用效益分析本修改件的实施将带来多方面的效益：-提升设备安全水平：通过明确安全模型和部署指导，帮助制造商在资源受限条件下实现更强的安全保障；-降低集成成本：统一术语和技术框架，降低跨国企业在不同产品线上采用轻量级密码技术的研发成本；-促进生态互操作：推动采用统一密码算法的设备与服务之间的互操作性，加速物联网规模化部署。七、结论与展望7.1主要结论本修改件（ISO/IEC29192-1:2012/Amd1:2025）的发布，标志着轻量级密码术国际标准化工作进入了一个新的发展阶段。通过系统性更新术语定义、补充安全模型和完善应用框架，该修改件有力地回应了近年来技术演进和产业需求的变化，为ISO/IEC29192系列标准的整体协调和未来发展奠定了坚实基础。7.2未来展望展望未来，轻量级密码术标准化工作将在以下方向持续深化：（一）后量子轻量级密码：随着量子计算技术的加速发展，设计能够抵抗量子攻击的轻量级密码算法已成为国际密码界的研究热点，预计将成为下一阶段标准化工作的重点。（二）AI驱动的安全优化：人工智能技术在密码实现优化和安全性分析中的应用将日益普及，轻量级密码的设计与评估方法有望与AI技术深度融合。（三）行业融合应用：轻量级密码标准在车联网、工业互联网、智慧医疗等垂直行业的应用将不断深化，推动形成更加丰富的行业标准和最佳实践。（四）国际协作深化：ISO/IECJTC1/SC27将继续与NIST、ETSI等国际标准化组织和各国标准化机构保持密切合作，推动全球轻量级密码标准化生态的协同发展。参考文献[1]ISO/IEC29192-1:2012/Amd1:2025,Informati