GMT 0147-2025 北斗短报文密码技术应用规范标准立项发展报告

北斗短报文密码技术应用规范标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SpecificationforApplicationofCryptographicTechnologyinBeiDouShortMessage摘要关键词：北斗短报文；密码技术；信息安全；行业标准；密钥管理；加密认证AbstractTheBeiDouNavigationSatelliteSystem(BDS)isaglobalnavigationsatellitesystemindependentlyconstructedandoperatedbyChina.Asadistinctivecapabilitydistinguishingitfromothersatellitenavigationsystems,theshortmessagecommunicationfunctionplaysanirreplaceableroleinemergencycommunication,disasterrescue,oceanshipping,fieldoperations,andotherdomains.However,theopencommunicationlinkandsensitivetransmissioncontentofBeiDoushortmessagesposesevereinformationsecuritychallenges.Againstthisbackdrop,thecryptographicindustrystandard*SpecificationforApplicationofCryptographicTechnologyinBeiDouShortMessage*(GM/T0147-2025)wasdeveloped.Thisreportcomprehensivelyreviewstheprojectbackground,compilationbasis,coretechnicalcontents,andexpectedapplicationvalueofthestandard,systematicallyanalyzesthecorrespondencebetweenBeiDoushortmessagesecurityrequirementsandcryptographictechnologyapplications,andelaboratesonkeytechnicalrequirementsconcerningcryptographicalgorithmselection,keymanagementsystem,encryptionandauthenticationmechanisms,andsecurityprotocoldesign.Thestandard,organizedbytheCryptographicIndustryStandardizationTechnicalCommittee,isscheduledtotakeeffectonJuly1,2026.ItsimplementationwilleffectivelyfillthestandardgapincryptographicapplicationforBeiDoushortmessagecommunicationinChina,providingcriticalstandardsupportforthelarge-scaleandstandardizedsecureapplicationofBeiDoushortmessageservices,andisofsignificantstrategicimportanceforpromotingthehigh-qualitydevelopmentoftheBeiDouindustryandsafeguardingnationalinformationsecurity.Keywords:BeiDouShortMessage;CryptographicTechnology;InformationSecurity;IndustryStandard;KeyManagement;EncryptionandAuthentication一、引言1.1立项背景北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统，也是联合国卫星导航委员会已认定的四大全球卫星导航系统核心供应商之一。区别于GPS、GLONASS、Galileo等其他全球卫星导航系统，北斗系统独有的短报文通信功能允许用户通过北斗卫星实现双向短消息传输，这一特色能力在无地面网络覆盖的偏远地区、海洋、沙漠及应急救灾等场景中具有不可替代的通信保障价值。近年来，随着北斗三号全球卫星导航系统的全面建成并开通服务，短报文通信能力得到显著提升：单次通信字数由早期的120个汉字提升至1000个汉字，服务容量大幅增长，服务范围扩展至全球。与此同时，北斗短报文应用的规模化、行业化趋势日益明显，在抢险救灾、渔业安全生产、森林防火、电力巡检、户外救援、远洋运输等领域获得广泛应用。然而，北斗短报文通信链路本质上是一种开放的空间无线电链路，信号在传输过程中存在被截获、窃听、篡改、重放和伪造等安全威胁。短报文通信内容往往涉及应急救援指令、遇险求救信息、重要位置数据、行业敏感业务等关键信息，一旦泄露或被恶意篡改，将可能造成严重的人员伤亡和财产损失，甚至危及国家安全。因此，在北斗短报文通信中引入密码技术，实现消息的机密性保护、完整性校验和源头身份认证，已成为北斗应用产业健康发展的迫切需求。1.2标准制定目的GB/T39724-2020《信息安全技术卫星导航定位系统安全要求》等现有标准虽从宏观层面提出了北斗系统的安全要求，但在短报文密码应用层面尚缺乏专门的、可操作的技术规范。为深入贯彻落实《中华人民共和国密码法》和《中华人民共和国网络安全法》精神，推动商用密码在北斗产业中的规范应用，密码行业标准化技术委员会组织启动了《北斗短报文密码技术应用规范》的编制工作。本标准旨在解决以下关键问题：一是明确北斗短报文通信中密码技术的应用场景和安全需求；二是规定密码算法选用、密钥管理体系、密码协议设计等核心技术要求；三是规范密码产品的功能要求、性能要求和接口要求；四是确立密码应用的安全要求和检测评估方法，为短报文密码应用的合规性、互联互通性和安全性提供统一依据。1.3编制依据本标准的编制主要依据以下法律法规和标准化文件：-《中华人民共和国密码法》（2020年1月1日施行）-《中华人民共和国网络安全法》（2017年6月1日施行）-《商用密码管理条例》（2023年7月1日施行）-GB/T39724-2020《信息安全技术卫星导航定位系统安全要求》-GM/T0054-2018《信息系统密码应用基本要求》-GM/T0009-2012《SM2密码算法使用规范》-GM/T0004-2012《SM3密码杂凑算法》-GM/T0002-2012《SM4分组密码算法》-GM/T0016-2012《智能密码钥匙密码应用接口规范》等密码行业基础标准二、标准主要内容2.1范围与定位本标准规定了北斗短报文密码技术应用的基本架构、密码算法要求、密钥管理体系、密码协议、安全功能要求及安全检测评估等内容，适用于北斗短报文通信系统中密码设备的设计、开发、检测和应用，也适用于指导基于北斗短报文通信的各类应用系统开展密码应用方案设计和安全性评估。在标准体系中的定位上，本标准属于北斗密码应用领域的专用标准，向上承接GM/T0054《信息系统密码应用基本要求》等通用密码标准的总体要求，面向北斗短报文通信场景进行细化落地；横向与北斗卫星导航领域其他安全标准（如GB/T39724）相互衔接配套；向下为密码产品的研制和检测提供具体可操作的技术依据。2.2密码应用架构标准提出了面向北斗短报文通信特点的密码应用总体架构，规定了密码模块在短报文通信链路中的部署位置和功能边界。典型架构包括：短报文终端侧密码模块、短报文运营服务中心侧密码服务系统以及密钥管理基础设施三大部分。终端侧密码模块负责实现短报文消息的加密、解密、签名、验签等密码运算，确保在终端接入环节即建立安全屏障；服务中心侧密码服务系统负责实现与终端的双向身份认证、消息的加解密转发和密钥协商等集中式密码服务功能；密钥管理基础设施负责全系统密钥的全生命周期管理，为终端和服务中心提供安全、可靠的密钥支撑。各组成部分通过标准化的接口进行交互，确保不同厂商产品之间的互联互通。2.3密码算法要求标准明确规定，北斗短报文密码应用应当采用国家密码管理部门认可的商用密码算法，具体包括：-SM2椭圆曲线公钥密码算法：用于终端与服务中心之间的身份认证、数字签名及密钥协商。SM2算法具有较高安全强度和较短密钥长度的优势，适配短报文通信数据量受限的特点。-SM3密码杂凑算法：用于消息完整性校验、密码派生函数等场景。SM3算法输出256比特摘要值，能够有效检测消息在传输过程中的任何篡改。-SM4分组密码算法：用于短报文消息内容的对称加密保护。SM4算法分组长度128比特，密钥长度128比特，具有实现高效、资源占用少等优点，适用于北斗终端的嵌入式环境资源受限条件。标准同时规定了算法使用的具体模式和参数要求。加密模式可采用GCM等具有关联数据认证能力的模式，以实现加密与完整性校验的一体化处理，减少短报文载荷中的额外开销。2.4密钥管理体系密钥管理是密码应用安全的核心环节。标准构建了适用于北斗短报文场景的三层密钥体系，包括：根密钥层：由密钥管理基础设施（KMI）生成和管理的根密钥，是整个密钥体系的安全锚点。根密钥不直接用于业务数据保护，仅用于派生和加密保护下级密钥。中间密钥层：包括终端密钥加密密钥（KEK）和服务中心会话密钥协商密钥等。中间密钥用于保护会话密钥的安全分发和更新。会话密钥层：用于短报文消息的实际加密保护和完整性校验。会话密钥具有时效性，采用一报一密或按需更新策略以降低密钥泄露风险。2.5密码协议设计标准设计了适用于北斗短报文通信链路的密码协议，主要包括以下几个关键协议流程：-双向身份认证协议：终端与服务中心在建立通信前执行基于SM2算法的双向实体鉴别，确保通信双方身份的真实可信。协议设计中充分考虑了抵抗重放攻击、中间人攻击和拒绝服务攻击的能力，并针对短报文带宽有限的特点优化了协议消息轮次和长度。-安全短报文传输协议：定义了短报文加密传输的报文格式、封装方式和处理流程。协议采用“SM4加密+SM3完整性校验+SM2数字签名”的复合保护机制，在有限的消息载荷内实现机密性、完整性、真实性和不可否认性的综合保障。-密钥协商与更新协议：规定终端与服务中心之间会话密钥的协商方式和更新触发条件。密钥协商基于SM2算法实现，通过ECDH密钥协商机制生成会话密钥，并辅以密钥确认步骤确保双方密钥一致性。此外，标准针对应急通信等特殊场景，规定了在紧急情况下支持“预置密钥优先、在线协商兜底”的降级策略，确保在极端条件下通信的可用性和安全性之间的合理平衡。特别是在应急救灾等复杂环境中，地面网络可能中断，预置密钥保证了终端在无网络状态下依然能够安全通信，而在线协商则支持常态化的密钥更新以降低长期使用同一密钥带来的泄露风险。2.6安全功能与检测评估标准从功能安全性和技术安全性两个维度提出了密码应用的安全要求。功能安全性方面，要求密码模块具备完整的加解密、签名验签、杂凑运算等基本功能，并提供标准化调用接口；技术安全性方面，要求密码模块具备防物理攻击、侧信道攻击的能力，达到相应的密码模块安全等级要求。标准建议密码模块应至少满足GM/T0028《密码模块安全技术要求》第二级的要求。三、主要参编单位介绍3.1牵头单位概况本标准由中国电子科技集团公司第三十研究所牵头起草。中国电子科技集团公司第三十研究所（简称“中国电科三十所”）创建于1965年，是集信息安全与通信技术研究、产品研制、生产制造和系统集成为一体的综合性研究所，是我国信息安全领域的国家队和主力军，长期承担国家信息安全领域重大科技攻关任务。作为我国密码与信息安全技术的重要研究基地，中国电科三十所在商用密码理论研究、算法实现、芯片设计、设备研制和系统集成等方面拥有深厚的技术积累，先后承担了数百项国家级、省部级科研项目，获得国家科技进步奖等多项重大科技奖励。研究所设有信息安全重点实验室和博士后科研工作站，拥有一支由中国工程院院士领衔的高水平科研团队，在密码协议分析、侧信道防护、量子密钥分发等前沿方向保持持续创新能力。3.2参编单位协作体系除牵头单位外，本标准编制工作汇聚了我国北斗产业和信息安全领域的优势力量，主要参编单位包括：-北京北斗星通导航技术股份有限公司：北斗核心元器件和终端产品龙头企业，提供短报文终端工程化实践经验；-和芯星通科技（北京）有限公司：北斗导航定位芯片设计领军企业，承担芯片级密码集成方案设计验证工作；-武汉大学卫星导航定位技术研究中心：在北斗信号体制和定位算法方向具有深厚理论积累，为标准的学术严谨性提供理论支撑；-中国卫星导航工程中心：北斗系统建设运行总体单位，提供系统顶层架构设计和频率资源约束等关键输入；-中国信息通信研究院：在密码检测和通信标准领域具有丰富经验，为检测评估条款的编写提供技术支撑；-国民技术股份有限公司：Secure芯片设计领域重要企业，负责密码模块硬件实现方案的验证工作。3.3编制过程与协作机制标准编制工作自2023年初正式启动，经历了预研、草案编制、征求意见、技术审查和报批等阶段。在预研阶段，编制组深入调研了国内外卫星通信密码应用标准的现状和发展趋势，系统梳理了北斗短报文业务的安全需求和应用场景。在草案编制阶段，编制组通过多次技术研讨会，逐一论证了密码算法选型、密钥体系架构、协议设计等技术路线的可行性和合理性。值得强调的是，标准的编制过程充分考虑了北斗短报文通信“低带宽、高时延、长传输周期”的信道特征，在协议设计中兼顾安全性和可用性之间的平衡。编制组多次组织实网验证测试，确保标准技术方案的可行性。据统计，参编单位超过15家，涵盖密码技术研究、北斗终端制造、芯片设计、系统运营、检测评估等全产业链环节，充分体现了产、学、研、用协同创新的工作机制。在征求意见阶段，编制组面向全社会广泛征求了意见，共收到反馈意见200余条，经逐条处理和专家组审议后，采纳或部分采纳了绝大多数合理建议，确保标准具有广泛的适用性和可操作性。3.4核心贡献领域整体来看，中国电科三十所作为主要牵头单位，在标准研制过程中发挥了核心的组织协调作用和技术引领作用。该所在以下关键领域做出了突出贡献：-技术框架设计：主导提出了“终端密码模块—服务中心密码服务系统—密钥管理基础设施”三级密码应用架构，确立了标准的技术骨架；-密码协议研发：完成了短报文安全传输协议和双向身份认证协议的核心算法设计和安全性论证，确保协议在带宽受限条件下满足安全性需求；-密钥管理体系构建：设计了适配短报文场景的三层密钥体系和密钥全生命周期管理流程，兼顾了大规模终端部署的可扩展性和抗毁性；-标准试验验证：组织完成了标准技术方案的原理验证系统研制和现场测试，积累了充分的实验数据支撑标准技术指标的确定。四、标准实施意义与未来展望4.1实施意义第一，填补标准空白，完善标准体系。本标准的发布将填补我国北斗短报文通信密码应用领域专项标准的空白，使北斗密码应用有标可依、有规可循，进一步完善了我国商用密码标准体系和北斗标准体系，为密码技术与北斗产业的深度融合奠定了制度基础。第二，保障国家安全，提升防护能力。通过强制性的密码技术要求，有效提升北斗短报文通信链路的安全防护水平，防范信息泄露、篡改、伪造和重放等安全威胁，保障关系国计民生的重要短报文业务的安全可靠运行，有力维护国家安全和社会公共利益。第三，促进产业规范，推动规模应用。标准明确了密码算法的统一选型、接口的标准化定义和互联互通的技术要求，打破不同厂商产品之间的安全壁垒，促进北斗短报文密码产品和应用系统的互联互通，避免重复建设和资源浪费。标准的实施将为北斗短报文在应急管理、抢险救灾、渔业安全、电网巡检等行业的规模化应用扫清安全障碍，创造有利条件。第四，对接国际发展，提升竞争能力。标准的制定充分借鉴了国际卫星通信安全领域的先进经验和技术趋势，同时坚持自主创新的技术路线，有助于提升我国北斗产业在国际市场的安全竞争力和话语权，为北斗短报文服务走向国际市场提供安全技术支撑。4.2未来展望展望未来，随着北斗三号系统的持续稳定运行