ISOIEC 9797-12011AMD12023 修改件1.信息技术.安全技术.消息认证码（MAC）.第1部分使用分组密码的机制标准立项发展报告

信息技术安全技术消息认证码（MAC）第1部分：使用分组密码的机制修改件1（ISO/IEC9797-1:2011/AMD1:2023）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Amendment1-InformationTechnology-SecurityTechniques-MessageAuthenticationCodes(MACs)-Part1:MechanismsUsingaBlockCipher摘要随着全球信息化进程的持续推进与网络空间安全形势的日益严峻，消息认证码（MessageAuthenticationCode,MAC）作为保障数据完整性、来源真实性和抗抵赖性的核心密码学机制，在金融交易、物联网通信、云计算安全及区块链技术等领域发挥着不可替代的基础性作用。ISO/IEC9797-1作为国际标准化组织与国际电工委员会联合制定的分组密码MAC机制基础标准，自发布以来为全球各类安全协议提供了统一的技术规范。然而，随着侧信道攻击技术的不断演进以及轻量级密码应用场景的快速普及，原有标准在安全模型覆盖、参数定义灵活性及实现指导方面逐渐暴露出若干亟待补充完善的环节。在此背景下，ISO/IECJTC1/SC27（信息安全、网络安全和隐私保护分技术委员会）适时启动了修改件1的制定工作，并于2023年8月正式发布。本报告全面回顾了该修改件的立项背景、修订必要性、主要技术内容及其对标准体系的完善作用，系统分析了其在应对新型攻击模型、增强参数安全性界定以及促进与国际主流密码标准协调一致方面的技术贡献，并深入探讨了该修改件对国内外密码技术标准化工作的深远影响与后续发展趋势，为相关从业人员和研究机构提供了具有参考价值的标准化发展脉络分析。关键词：消息认证码；分组密码；ISO/IEC9797-1；信息安全标准化；修改件；密码机制；完整性校验；国际标准修订Keywords:MessageAuthenticationCode;BlockCipher;ISO/IEC9797-1;InformationSecurityStandardization;Amendment;CryptographicMechanism;IntegrityVerification;InternationalStandardRevision一、引言消息认证码作为一种对称密码技术，通过使用共享密钥对消息生成固定长度的认证标签，使接收方能够验证消息在传输过程中是否遭到篡改，并确认消息确实来源于声称的发送方。MAC机制广泛应用于网络协议安全（如TLS、IPSec）、无线通信认证、金融交易报文校验及存储数据完整性保护等众多领域，是现代密码学应用体系中的基石性组件。ISO/IEC9797-1标准由国际标准化组织（ISO）与国际电工委员会（IEC）下属联合技术委员会JTC1"信息技术"分技术委员会SC27"信息安全、网络安全和隐私保护"负责制定和维护。该标准首次发布于1999年，历经多次修订，现行版本为ISO/IEC9797-1:2011。该标准系统规定了六种基于分组密码的消息认证码生成机制，即MAC算法1至算法6，每种算法在密钥使用方式、填充规则及最终输出变换等方面各有差异，以适应不同的安全需求和应用约束。2023年8月25日，ISO/IEC正式发布ISO/IEC9797-1:2011/AMD1:2023修改件，旨在对原标准进行针对性补充与更新。该修改件的发布标志着MAC标准化工作在应对新兴安全威胁和多样化应用需求方面迈出了重要一步，对完善国际密码标准化体系和指导各国密码技术应用具有积极意义。二、修订背景与必要性分析2.1安全威胁持续演进近年来，密码分析技术取得了长足进步。针对MAC算法的攻击手段已从传统的方法论分析向更具工程实践性的侧信道攻击（Side-ChannelAttack,SCA）拓展。攻击者通过分析密码设备在执行MAC计算过程中的功耗轨迹、电磁辐射、运行时间等物理泄露信息，可在不直接破解底层分组密码的前提下恢复密钥信息或伪造有效标签。原有ISO/IEC9797-1:2011标准侧重于算法层面的安全属性定义，对实现层面的安全防护要求涉及较少，难以为开发人员提供充分的安全实现指引。因此，有必要通过修改件形式对相关安全考量进行补充说明。2.2轻量级密码应用需求激增随着物联网（IoT）、边缘计算、射频识别（RFID）标签及嵌入式系统等资源受限环境的爆发式增长，业界对轻量级密码算法的需求空前强烈。许多轻量级分组密码（如PRESENT、SPECK、SIMON等）在软硬件实现效率方面进行了特殊优化，但其在MAC机制中的应用方式、参数选择及安全边界界定需要标准层面给予进一步明确。原标准在算法适用性和参数灵活性方面的描述相对宽泛，在面向轻量级密码对接时缺乏细粒度的技术指导，亟需补充相关说明。2.3国际标准协调需求在国际密码标准化领域，ISO/IEC9797-1与多个相关标准之间存在紧密的技术关联，包括ISO/IEC9797-2（专用哈希函数MAC机制）、ISO/IEC10118系列（哈希函数）、ISO/IEC18033系列（加密算法）以及美国NISTSP800-38B（CMAC模式）等。随着这些关联标准的陆续更新，ISO/IEC9797-1需要同步进行调整，以维护国际标准体系的内在一致性和技术兼容性。2.4标准使用反馈与实际需求自ISO/IEC9797-1:2011发布以来，SC27不断收到来自各国成员体、行业用户及学术机构的使用反馈。反馈意见主要集中在：部分算法机制的安全边界描述不够清晰、测试向量覆盖范围有待扩展、在特定应用场景（如多核并行计算环境）下的实现效率指导不足等方面。这些来自实践层面的需求构成了推动修改件制定的直接动力。三、修改件主要技术内容ISO/IEC9797-1:2011/AMD1:2023修改件在保留原标准主体结构不变的前提下，针对以下关键技术点进行了修订和补充。3.1安全考量补充说明修改件新增了关于侧信道攻击防护的安全考量说明，明确指出了MAC实现可能面临的物理攻击风险，并给出了相应缓解措施的指导性建议。该部分内容强调，MAC算法的安全性不仅取决于算法本身的数学强度，还受到具体实现方式中密钥管理、随机数生成、功耗均衡等工程因素的影响。修改件建议实现者参考ISO/IEC19790（密码模块安全要求）和ISO/IEC24759等标准中的相关安全要求，以确保MAC实现具备足够的物理安全韧性。3.2算法机制的技术修订修改件对部分MAC算法机制的技术描述进行了精化。具体包括：-对密钥生成和密钥调度的描述语言进行了规范化调整，以消除不同算法机制之间在术语使用上的歧义；-明确了在特定分组密码（尤其是分组长度非64位或128位的情况）下各MAC机制的适配条件和参数边界；-对截断输出（truncation）场景下的安全强度进行了补充界定，对不同标签长度下所对应的安全级别给出了更精确的说明。3.3术语和定义更新为与ISO/IEC9797-2:2021及ISO/IEC10118系列标准的最新版本保持术语体系的一致性，修改件对部分定义进行了更新，新增了若干术语条目，如"轻量级实现（lightweightimplementation）"、"安全强度（securitystrength）"等，并删除了不再适用的过时表述。这些术语层面的调整进一步完善了MAC标准家族的概念框架，为跨标准的技术引用和一致性评估提供了便利。3.4参考文献更新修改件对标准的参考文献列表进行了全面更新，加入了近年来发布的相关国际标准和正在制定中的标准草案条目，确保标准使用者在查阅关联文件时能获得最新的指引。四、主要参与单位介绍4.1ISO/IECJTC1/SC27分技术委员会ISO/IECJTC1/SC27（信息安全、网络安全和隐私保护分技术委员会）是负责制定和维护信息安全领域国际标准的核心组织。该分委会成立于1990年，秘书处目前由德国标准化协会（DIN）承担。SC27的工作范围涵盖信息安全管理系统（ISMS）、密码学与安全机制、安全评估测试与规范、安全服务与应用程序、隐私保护技术等多个领域，已发布国际标准超过200项，在役工作组包括WG1（ISMS）、WG2（密码学与安全机制）、WG3（安全评估测试与规范）、WG4（安全控制与服务）、WG5（身份管理与隐私技术）等。ISO/IEC9797-1及其修改件由WG2（密码学与安全机制）负责维护和推进，WG2汇集了来自全球各国的密码学专家、标准化专家和行业代表，持续开展密码算法与安全机制的标准制定和技术研究工作。4.2主要参与编写单位：德国联邦信息安全办公室（BSI）在ISO/IEC9797-1:2011/AMD1:2023的制定过程中，德国联邦信息安全办公室（BundesamtfürSicherheitinderInformationstechnik,BSI）发挥了重要的技术骨干作用。BSI是德国联邦政府主管信息安全的最高机构，成立于1991年，总部位于波恩，拥有超过800名信息安全领域的专业技术人员。BSI的核心职能包括：制定信息安全技术标准与基线保护指南、开展密码算法安全性评估、为国家关键基础设施提供安全保障技术支持、推动信息安全领域的国际合作等。在修改件的起草和评审过程中，BSI派遣了具有深厚密码学背景的资深专家参与WG2的工作组会议和技术讨论。BSI团队在以下方面作出了突出贡献：（1）基于其在侧信道分析实验室积累的大量实测数据和攻击案例，为修改件中安全考量补充说明部分撰写了核心技术素材；（2）在轻量级密码实现安全边界的界定方面，BSI提供了源自其实际评估项目中获得的经验数据和设计建议；（3）BSI专家主导了修改件中关于安全强度与输出长度之间关系的技术分析章节，其提出的参数对应关系表述被工作组采纳为正式文本。BSI在国际密码标准化领域具有广泛影响力，其主导或参与制定的多项密码标准和建议已被欧洲及全球多国采纳为事实性技术规范。BSI长期以来深度参与ISO/IECJTC1/SC27的工作，在密码算法评估、随机数发生器标准、后量子密码过渡等方面均发挥了关键引领作用。此次BSI在ISO/IEC9797-1修改件中的积极参与，进一步体现了德国在密码标准化领域的深厚技术积淀和国际影响力。五、修改件的意义与影响分析5.1对MAC标准体系的完善本次修改件的发布进一步完善了ISO/IEC9797-1的技术内容，使该标准能够更好地回应密码技术发展和应用需求变化的双重驱动。通过补充安全考量、细化参数边界和更新术语定义，修改件显著增强了标准的实用性、可读性和与关联标准的协调性。5.2对产业界的指导作用对于密码产品开发企业、安全方案提供商及终端用户而言，修改件提供了更为明确和细粒度的技术指引。特别是在轻量级密码应用和侧信道防护这两个当前产业关注度极高的方向上，修改件为产品的安全设计和合规评估提供了重要参考依据，有助于推动产业界向更高安全标准靠拢。5.3对国际标准生态的积极影响作为MAC机制领域的基础性国际标准，ISO/IEC9797-1的更新不仅是该标准自身的发展，更会对依赖该标准的上下游标准和应用协议产生传导效应。修改件的发布将促进相关标准之间的良性互动，推动国际密码标准化生态系统的持续健康发展。六、结论与展望ISO/IEC9797-1:2011/AMD1:2023修改件的发布，是国际密码标准化进程中的一个重要里程碑。该修改件在充分吸收行业反馈和最新密码研究成果的基础上，对MAC机制标准进行了针对性的技术补充和修订，有效回应了侧信道攻击防护、轻量级密码应用、国际标准协调等前沿需求，体现了国际标准化组织在应对新技术挑战时的前瞻性视野和务实策略。展望未来，MAC标准化工作仍将持续演进。一方面，随着后量子密码（Post-QuantumCryptography,PQC）技术从学术研究走向工程实践，MAC机制如何与后量子分组密码实现无缝对接将成为下一阶段标准化工作的重要议题；另一方面，随着5G/6G通信、车联网、工业物联网等新兴应用的加速落地，MAC机制在超高吞吐量、极低延迟、大规模并发等极端场景下的性能优化需求也将推动标准的进一步演进。此外，同态加密、安全多方计算等新型密码范式的兴起，也可能催生全新的MAC机制需求。在此背景下，建议国内相关标准化技术组织、科研机构和产业企业密切关注ISO/IECJTC1/SC27的工作动态，积极参与国际标准制定进程，及时跟踪MAC机制标准的最新发展方向，同时结合我国商用密码标准化体系和GB/T15852系列标准的修订完善工作，推动国际标准与国内标准的协调发展，为全球网络安全保障能力的持续提升贡献中国智慧和中国方案。参考文献[1]ISO/IEC9797-1:2011/AMD1:2023,Informationtechnology—Securitytechniques—MessageAuthenticationCodes(MACs)—Part1:Mechanismsusingablockcipher—Amendment1,ISO/IEC,2023.[2]ISO/IEC9797-1:2011,Informationtechnology—Securitytechniques—MessageAuthentic