GMT 0044.2-2025 SM9标识密码算法 第2部分数字签名算法标准立项发展报告

SM9标识密码算法第2部分：数字签名算法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SM9Identity-BasedCryptographicAlgorithmPart2:DigitalSignatureAlgorithm摘要SM9标识密码算法是我国自主研发的基于标识的密码体制，其第2部分——数字签名算法（GM/T0044.2-2025）的立项与实施，标志着我国密码标准化体系在标识密码领域的又一次重要完善。本报告系统梳理了该标准的编制背景、技术内容、核心特性及其与国家商用密码管理政策的衔接关系，重点分析了标准在技术架构上对GM/T0044-2016版的延续与创新，探讨了双线性对运算、用户标识与签名验证流程等关键技术细节，并深入阐述了其在金融、政务、物联网及云计算等典型应用场景中的工程化部署路径与现实意义。同时，本报告对该标准的主要起草单位——北京国脉信安科技有限公司的技术积累、标准化贡献及行业影响力进行了详细介绍。报告认为，该标准的发布实施将为我国标识密码技术的规模化应用提供统一、规范的技术依据，对于构建自主可控的网络安全信任体系具有深远意义。关键词：SM9标识密码算法；数字签名；商用密码；行业标准；身份认证；区块链；数据安全一、引言1.1背景概述随着数字化转型的深入推进，网络空间的身份认证与数据完整性保护日益成为国家安全和社会经济运行的关键基础支撑。传统基于证书的公钥基础设施（PKI）体系在证书管理复杂性、密钥分发效率等方面存在固有挑战，而基于标识的密码体制（Identity-BasedCryptography,IBC）通过将用户标识（如手机号码、邮件地址、身份证号等）直接映射为公钥，有效规避了证书体系的管理负担，为大规模身份认证场景提供了更为高效、便捷的密码学解决方案。SM9标识密码算法是我国自主设计并标准化的标识密码算法体系，于2016年首次发布为国家密码行业标准（GM/T0044-2016），涵盖总则、数字签名算法、密钥交换与封装算法、密钥管理等多个部分。其中，第2部分规定了基于SM9标识密码的数字签名算法，为电子政务、电子商务、金融交易等场景下的身份认证与数据完整性保护提供了标准化技术方案。我国高度重视密码标准化工作。2019年颁布的《中华人民共和国密码法》明确规定，国家鼓励和支持密码科学技术研究、交流和成果转化，推动密码科学技术进步和创新，加强密码标准化建设。2021年发布的《“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划》及国家密码管理局《“十四五”商用密码发展规划》进一步提出，要加快完善商用密码标准体系，推动商用密码在重要行业和关键信息基础设施中的全面应用。在此政策背景下，GM/T0044.2-2025的修订发布具有重要的战略意义和现实紧迫性。1.2标准基本信息本次立项修订的标准编号为GM/T0044.2-2025，标准名称为《SM9标识密码算法第2部分：数字签名算法》，英文名称为"SM9Identity-BasedCryptographicAlgorithmPart2:DigitalSignatureAlgorithm"，属于行业标准-密码行业标准范畴，分类号为"字符集和信息编码"。该标准由密码行业标准化技术委员会归口管理，发布年份为2025年，实施日期为2026年7月1日，目前处于"未生效"发布状态，版本信息可通过询价购买渠道获取。1.3标准修订的必要性随着信息技术的迅猛发展，特别是移动互联网、物联网、云计算和大数据技术的广泛部署，原有标准在密钥长度配置、算法实现效率、安全强度适配及新应用场景兼容性等方面亟需优化升级。与此同时，国际密码标准化领域也在持续推进基于配对密码学的新型算法标准化工作。为保持我国密码标准的技术先进性和国际竞争力，亟需对GM/T0044.2-2016版本进行系统性修订，使其更好地适应新时代网络安全需求。二、标准技术内容概述2.1标准定位与适用范围GM/T0044.2-2025作为我国密码行业标准体系中标识密码算法系列的第2部分，明确定位于规范基于SM9标识密码的数字签名算法及相关机制。标准在技术层面规定了数字签名算法的数学模型、参数设置、密钥生成、签名生成与验证流程等核心内容，适用于各级密码管理部门、密码产品研发企业、系统集成商、检测认证机构以及最终用户。从适用范围来看，该标准覆盖的典型场景包括但不限于：电子政务系统中的身份认证与公文签署、金融机构的电子交易签名、企业信息系统的用户身份验证、物联网设备的接入认证、移动应用的服务端身份鉴别以及区块链平台中的交易签名与地址生成等。标准为上述场景提供了统一的算法实现规范和互操作性保障。2.2标准框架体系本标准的框架结构是在广泛调研国内外密码标准编制经验和技术发展趋势的基础上科学设计的，整体框架由以下几个主要部分构成：-范围与规范性引用文件：明确标准适用范围及引用的其他标准文件；-术语和定义：统一标准中使用的专业术语，避免理解歧义；-符号和缩略语：规定算法描述中使用的数学符号与缩写；-算法描述：详细规定系统参数生成、密钥生成、签名生成与签名验证等核心算法流程；-安全要求：规定算法实现中需满足的安全约束条件；-对象标识符：规定算法注册使用的OID编码。2.3关键技术内容在标准的技术主体部分，规定了以下关键流程与算法细节：（1）系统参数生成：规定基于双线性对运算的椭圆曲线选取规则、群阶参数选择、哈希函数的选取以及系统主密钥的生成方法。标准对参数的安全性边界进行了明确约束，确保所选参数具备不低于128比特的安全强度。需要特别指出的是，SM9算法与SM2算法共用同一条256比特的BN曲线（推荐曲线参数），这一设计使得两种算法可以共享底层的椭圆曲线运算资源，有效降低了硬件实现和工程部署的复杂度。（2）用户密钥生成：规定密钥生成中心（KGC）根据用户标识和系统主密钥为用户生成签名私钥的方法。标准明确了用户标识的编码规则与预处理流程，确保不同实体的密钥具有唯一性和不可伪造性。（3）数字签名生成：规定签名者利用系统参数和自身签名私钥对消息进行签名的具体运算步骤，包括哈希计算、随机数生成、双线性对运算和群元素运算等。（4）数字签名验证：规定验证者利用签名者的标识信息和系统参数对签名进行验证的完整流程，包括签名数据的格式检查、哈希值重算和双线性对验证等关键环节。SM9数字签名算法作为一种基于身份的签名机制，其安全性和效率依赖于双线性映射等数学工具的合理运用。标准在技术路线选择上，兼顾了算法的安全可靠性、计算效率和实现便捷性，使其既适用于软件实现也适用于硬件实现，并具备良好的跨平台兼容性。2.4与GM/T0044-2016的技术差异分析相较于2016版标准，本次修订在多个维度进行了系统性优化：|对比维度|GM/T0044-2016版|GM/T0044.2-2025修订版|修订要点说明||---------|-----------------|----------------------|-------------||安全强度|以128比特为基本安全目标|明确了不低于128比特的安全强度要求，并对参数选择给出更严格约束，支持向更高安全强度平滑演进|适应密码分析技术进步和算力提升||参数管理|参数规定相对静态|增加了参数有效性和安全性的检测要求|提升算法实现的健壮性||应用场景|以传统电子政务、电子商务为主|新增面向物联网、区块链、工业互联网等新场景的技术指引|扩展标准适用边界||互操作性|各实现间互通性验证不足|细化了数据格式规范，增强了不同实现间的互操作性要求|降低多厂商集成难度||实现要求|对侧信道防护要求较笼统|补充了针对侧信道攻击的防护建议|提升实际部署安全性|通过上述技术修订，新版标准在密码安全强度、实现规范性、应用适配性和互操作性等方面均实现了显著提升，为后续各行业大规模部署SM9数字签名算法提供了更加完善的技术依据。三、标准编制的组织保障密码行业标准的制定遵循《中华人民共和国标准化法》和《商用密码管理条例》等法律法规的指导，由密码行业标准化技术委员会（以下简称"标委会"）统一归口管理。在标准修订过程中，标委会广泛征集产学研用各方专家意见，组织多轮研讨与评审，确保标准编制的科学性、开放性和权威性。本标准的修订工作凝聚了国内密码学领域顶尖科研团队和产业界优势力量，经过多轮技术论证和广泛征求意见后形成最终报批稿。本标准在修订过程中，主要依托以下单位的深度参与和技术支撑：北京国脉信安科技有限公司、中国电子技术标准化研究院、中国科学院软件研究所、武汉大学、北京数字认证股份有限公司、格致奥安（北京）信息技术有限公司等。其中，北京国脉信安科技有限公司作为核心起草单位之一，在标准技术方案论证、算法实现验证和应用试点等方面发挥了关键作用。3.1主要起草单位——北京国脉信安科技有限公司北京国脉信安科技有限公司（以下简称"国脉信安"）成立于2015年，是一家专注于密码技术创新与数据安全服务的国家级高新技术企业，在商用密码算法研究、安全芯片设计和数据安全解决方案领域深耕多年，拥有较强的技术研发实力和丰富的工程实践经验。在密码技术研究方面，国脉信安长期致力于标识密码算法、同态加密、安全多方计算等前沿密码技术的研究与产业化工作，参与了多项国家密码行业标准的制修订任务。公司建有专业的密码算法研究实验室，配备有完善的安全分析测试平台，具备从算法设计、安全性分析到产品实现的全链条研发能力。公司核心技术团队由长期从事密码学研究的博士、硕士组成，在椭圆曲线密码、双线性对计算、形式化安全证明等领域积累深厚。在SM9系列标准研制过程中，国脉信安承担了数字签名算法部分的算法验证、测试用例生成和实现方案评估等核心工作。公司自主研发的SM9标识密码中间件和安全SDK已成功应用于政务、金融、能源等多个行业领域，为标准的工程化落地提供了坚实的技术支撑和示范案例。此外，国脉信安在标准化组织协作方面亦发挥着积极作用，是全国信息安全标准化技术委员会（TC260）成员单位、密码行业标准化技术委员会会员单位，参与编制了多项密码行业标准和国家标准，为推动我国密码技术的标准化、产业化发展做出了持续贡献。四、标准的主要应用场景4.1电子政务与数字身份认证在电子政务领域，SM9数字签名算法为公民网上办事、电子证照签发、公文流转等场景提供了高效的身份认证和数据可信保障。基于标识的签名机制无需验证数字证书链，显著降低了系统建设和运维成本，尤其适用于跨层级、跨地域的政务信息共享场景。4.2金融交易安全金融行业对交易数据的完整性、真实性和不可抵赖性有着极为严格的要求。SM9数字签名算法可用于网上银行交易签名、移动支付指令认证、电子合同签署等场景。基于手机号码或银行账号等自然标识即可完成密钥分发，大幅简化了用户管理流程，提升了交易效率。4.3物联网设备接入安全物联网场景中设备数量庞大、资源受限，传统证书管理机制难以适应海量设备的密钥管理需求。SM9算法天然适配物联网应用——设备可以以其唯一标识（如IMEI号、MAC地址、设备序列号）作为公钥，由KGC集中生成和管理设备私钥，实现了轻量级的身份认证和安全通信。4.4区块链与Web3.0基础设施在区块链领域，SM9数字签名算法可用于交易签名、智能合约执行验证和去中心化身份（DID）管理等场景。结合国产密码算法的合规要求，SM9签名为联盟链和行业链提供了符合国家密码管理政策的密码支撑方案。4.5云计算与数据要素流通在云计算环境中，SM9算法可为云用户提供基于邮箱或手机号的身份认证与访问控制服务，简化密钥管理复杂度。在数据要素流通领域，SM9数字签名可用于数据来源可信标识、数据流通凭证签发等场景，为构建数据信任体系提供密码基础设施支撑。五、标准的战略意义5.1服务国家密码合规要求随着《网络安全法》《数据安全法》《个人信息保护法》以及《商用密码管理条例》等法律法规的相继出台，关键信息基础设施和重要网络系统使用合规密码技术已成为刚性要求。SM9标识密码算法作为国家密码管理局认可的商用密码算法之一，其标准修订保障了算法实现的规范化，直接服务于密码应用安全性评估和商用密码产品认证制度。5.2完善商用密码标准体系GM/T0044.2-2025的发布，完善了我国以SM2、SM3、SM4、SM9为核心的商用密码算法标准矩阵，构建了涵盖公钥加密、数字签名、密钥交换、杂凑函数和分组密码的完整国产密码技术体系，标志着我国密码标准化建设迈上了新台阶。5.3推动密码技术自主可控在当前复杂的国际形势下，密码技术的自主可控关乎国家安全战略全局。SM9算法作为完全自主设计的标识密码体制，其标准化修订发布进一步巩固了我国在标识密码领域的国际领先地位，为全球密码标准多元化贡献了中国方案。六、结论与展望GM/T0044.2-2025《SM9标识密码算法第2部分：数字签名算法》的发布实施，是我国密码标准化进程中的重要里程碑。该标准在继承原有技术体系的基础上，结合近年密码理论研究和工程实践的最新成果进行了全面优化，安全性更强、适用性更广、规范性更高，为SM9数字签名算法的合规使用和规模部署提供了明确的技术遵循。展望未来，随着量子计算技术的快速发展，后量子密码已成为全球密码研究的热点方向。SM9算法体系如何在保持现有兼容性的基础上向抗量子安全演进，将是下一阶段密码标准化工作的重要课题。同时，随着可信数据流通、隐私计算等新技术新模式的不断涌现，SM9数字签名算法有望在与零知识证明、安全多方计算等技术的融