GMT 0044.1-2025 SM9标识密码算法 第1部分总则标准立项发展报告

SM9标识密码算法第1部分：总则标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SM9Identity-BasedCryptographicAlgorithmPart1:GeneralPrinciples摘要随着数字经济的蓬勃发展和社会信息化进程的持续深化，标识密码技术作为保障网络空间身份认证与数据安全的核心技术手段，其标准化建设的重要性日益凸显。SM9标识密码算法是我国自主研发的基于双线性对的标识密码算法体系，已纳入国家标准GB/T38635系列，并在政务、金融、能源等关键信息基础设施领域获得广泛应用。本报告以GM/T0044.1-2025《SM9标识密码算法第1部分：总则》为研究对象，系统阐述该标准立项的背景意义、编制原则、主要技术内容及其修订要点。该标准由国家密码管理局组织制定，作为密码行业标准，对SM9算法的总体框架、符号定义、密钥体系及通用要求进行了明确规定，为后续各部分标准的协调应用提供了统一基础。本报告详细分析了该标准的修订背景——相较于旧版行业标准，新版标准在术语定义精确性、算法表述规范性、与国家标准及行业新需求的一致性等方面进行了系统性优化，有效解决了标准间技术指标协调性问题。报告同时介绍了主要起草单位在标准编制中的技术贡献，并对该标准在推动我国商用密码产业发展、完善密码标准体系方面的重要价值进行了展望。关键词：SM9算法；标识密码；密码行业标准；总则；标准化AbstractWiththerapiddevelopmentofthedigitaleconomyandthecontinuousdeepeningofsocialinformatization,thestandardizationofidentity-basedcryptography,asacoretechnicalmeansforensuringidentityauthenticationanddatasecurityincyberspace,hasbecomeincreasinglyimportant.TheSM9identity-basedcryptographicalgorithmisahomegrowncryptographicalgorithmsystembasedonbilinearpairings,whichhasbeenincorporatedintothenationalstandardGB/T38635seriesandwidelyappliedincriticalinformationinfrastructuresectorssuchasgovernmentaffairs,finance,andenergy.ThisreportfocusesonGM/T0044.1-2025*SM9Identity-BasedCryptographicAlgorithmPart1:GeneralPrinciples*,systematicallyelaboratingonthebackground,compilationprinciples,maintechnicalcontents,andrevisionhighlightsofthisstandard.ThestandardwasorganizedbytheStateCryptographyAdministrationand,asacryptographyindustrystandard,specifiestheoverallframework,symboldefinitions,keysystem,andgeneralrequirementsoftheSM9algorithm,providingaunifiedbasisforthecoordinatedapplicationofsubsequentparts.Thisreportanalyzesindetailtherevisionbackground—comparedwiththepreviousindustrystandard,thenewversionhasundergonesystematicoptimizationinaspectssuchasterminologicalprecision,normativealgorithmicexpression,andconsistencywithnationalstandardsandemergingindustryrequirements,effectivelyresolvingcoordinationissuesamonginterrelatedstandards.ThereportalsointroducesthetechnicalcontributionsoftheprimarydraftingorganizationsandenvisionsthesignificantvalueofthisstandardinpromotingthedevelopmentofChina'scommercialcryptographyindustryandperfectingthecryptographicstandardsystem.Keywords:SM9Algorithm;Identity-BasedCryptography;CryptographyIndustryStandard;GeneralPrinciples;Standardization一、引言1.1研究背景密码技术是保障网络与信息安全的核心技术和基础支撑，是构建国家网络安全保障体系的重要基石。《中华人民共和国密码法》明确规定了商用密码在维护国家安全、促进经济社会发展中的重要地位，并对密码标准化工作提出了明确要求。近年来，随着《网络安全法》《数据安全法》《个人信息保护法》等法律法规的相继颁布实施，商用密码技术的标准化需求日趋迫切。SM9标识密码算法是我国自主设计的一种基于双线性对的标识密码算法，由国密局于2016年正式发布。与传统公钥基础设施（PKI）体系不同，SM9算法无需数字证书管理，直接以用户的标识（如手机号码、电子邮箱、身份证号等）作为公钥，极大简化了密钥管理流程，降低了系统建设和运维成本。该算法在无证书环境下可实现加密、签名、密钥交换等密码功能，特别适用于物联网、云计算、大数据等新兴应用场景中对海量身份实体进行高效密钥管理的需求。1.2标准修订的必要性GM/T0044-2016作为我国首部SM9标识密码算法行业标准，自发布实施以来为SM9算法的推广应用提供了重要的技术依据。然而，随着技术演进和应用深化，该标准在实际使用中逐渐暴露出若干亟待解决的问题：其一，部分术语定义不够精确，与GB/T38635.1-2020《信息安全技术SM9标识密码算法第1部分：总则》国家标准存在表述不一致之处；其二，随着SM9算法在更多领域的落地应用，原有标准在算法参数选择、安全性说明等方面的规定已难以满足新的应用需求；其三，标准间的协调性问题日益突出，亟待通过修订加以解决。在此背景下，国家密码管理局组织对GM/T0044-2016进行修订，形成了GM/T0044.1-2025《SM9标识密码算法第1部分：总则》新版标准。二、标准编制概况2.1标准基本信息GM/T0044.1-2025《SM9标识密码算法第1部分：总则》是由国家密码管理局发布的密码行业标准，分类号为字符集和信息编码，发布日期为2025年，实施日期为2026年7月1日。该标准目前状态为“未生效”发布阶段，即已在标准发布环节完成审批，将在实施日期起正式生效。该标准文件为采用询价方式获取的标准文本。作为GM/T0044系列标准的第1部分，该标准在整个系列中处于基础和统领地位。按照系列标准的整体规划，GM/T0044系列还包括：第2部分“数字签名算法”、第3部分“密钥交换协议”、第4部分“密钥封装算法”和第五部分“参数定义”等后续内容。本次修订将原单一标准转化为分部分的标准体系，第1部分作为系列标准的总则，为其余各部分提供统一的术语定义、算法总体架构和通用技术要求。2.2编制原则本标准的编制遵循以下基本原则：（1）安全性与先进性相结合原则。标准编制以保障算法安全性为首要目标，充分吸收国内外密码领域的最新研究成果，确保标准所规定的技术内容在算法安全性和实现效率方面达到国际先进水平。（2）协调性与一致性原则。标准修订注重与国家标准化体系及其他相关标准的衔接协调，特别是在术语定义、符号表示等方面与国家标准GB/T38635.1-2020保持一致，避免标准之间的冲突和矛盾。（3）继承性与创新性相结合原则。在保持原有标准核心技术和框架结构的基础上，针对实际应用中反馈的问题进行针对性修订，既保证了技术路线的连续性，又体现了标准内容的发展完善。（4）开放性与实用性原则。标准的编制充分考虑各类应用场景的实际需求，确保标准所规定的技术指标和要求具备良好的可操作性，便于不同厂商、不同平台之间的互联互通。三、标准主要技术内容3.1术语和定义GM/T0044.1-2025对本标准及相关部分使用的核心术语进行了明确规定，主要包括但不限于以下内容：标识（Identity）：用于唯一确定一个实体身份的字符串，可以是用户的身份标识信息，如姓名、身份证号、手机号码、电子邮箱地址等。该定义明确了标识作为SM9算法中公钥替代物所应具备的确定性和唯一性特征。标识密码算法（Identity-BasedCryptography,IBC）：以用户的标识作为公钥的密码算法体系。在标识密码算法中，用户无需事先申请和获取数字证书，密钥生成中心（KGC）根据用户标识直接生成对应的私钥。密钥生成中心（KeyGenerationCenter,KGC）：负责系统主密钥生成、用户标识审核和用户私钥生成的可信第三方机构。KGC在整个SM9算法体系中处于核心地位，其安全运行直接关系到整个密码系统的安全性。双线性对（BilinearPairing）：定义在两个椭圆曲线群之间的满足双线性性质的映射关系，是SM9算法实现的核心数学工具。主密钥（MasterKey）：由KGC生成和保管的系统级密钥，包括主私钥和主公钥。主私钥由KGC秘密保存，主公钥公开发布供各参与方使用。用户私钥（UserPrivateKey）：由KGC根据用户标识和主私钥生成的用户专属私钥，通过安全信道分发给对应用户。签名（Signature）：使用签名者私钥对消息进行计算得到的用于验证消息来源和完整性的数据。加密（Encryption）：使用接收方标识派生出的公钥对明文进行变换生成密文的过程。密钥交换（KeyExchange）：通信双方通过协议交互从而共享同一会话密钥的过程。3.2算法总体框架GM/T0044.1-2025在第1部分“总则”中规定了SM9标识密码算法的总体框架，明确了SM9算法体系的基本组成及其相互关系。该框架以标识密码体制为基本架构，以双线性对为数学基础，涵盖数字签名、密钥交换、密钥封装和加密等核心密码功能模块。这一总体框架为后续各部分标准的具体算法实现提供了统一的参考模型和设计指引。在密钥体系方面，总则部分确立了SM9算法“主密钥-用户私钥”的两级密钥体系结构，明确了KGC的职责权限、用户标识的注册认证流程、用户私钥的生成分发机制，以及密钥使用的基本原则。特别是明确了主公钥的管理要求，包括主公钥的公开范围、更新机制和安全保护措施等。在应用模式方面，总则部分规定了SM9算法的基本应用模式，包括一对一加密通信、数字签名验证、双方密钥协商等典型应用场景下的算法使用流程，为各部分标准的具体实现提供引导。同时，标准还明确了SM9算法与其他密码技术（如对称密码算法、哈希函数等）的配合使用方式。3.3主要修订内容相较于GM/T0044-2016旧版标准，GM/T0044.1-2025在以下方面进行了重点修订和完善：术语与符号体系的系统性梳理。根据实际应用反馈和标准技术审查意见，修订后的标准对术语定义进行了更加严格的限定和统一表述，确保定义的专业性和无歧义性。特别是在标识定义、密钥体系相关术语方面，精确了内涵和外延。同时，符号体系的编排进行了系统梳理和统一规范，确保数学符号的规范性和可读性。与国家标准的协调性调整。新版标准充分参考了GB/T38635.1-2020国家标准的编写框架和关键术语表述，在技术指标、符号定义等方面进行了系统对标。特别是在参数的表示方式、算法输入输出格式等方面统一了与国家标准的一致性，消除以往行业标准与国家标准之间的差异。安全要求与实现指引的强化。在总结现有应用经验的基础上，新版标准加强了对实现安全性的指导要求，包括但不限于：对密钥生成中心安全运行的附加要求、对密钥生命周期管理的安全指引、对各种实现环境中侧信道攻击防护的通用建议等。这些内容为算法实现者提供了设计参考，同时为算法应用的安全性提供了保证。标准编写格式的规范化。新版标准在编写格式上遵循GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求，重新调整了文件的结构层次、編排格式和表述方式，使标准文本更加规范、清晰，便于使用者的阅读和理解。四、主要起草单位介绍本标准的主要起草单位包括北京国脉信安科技有限公司。作为密码科技领域的高新技术企业，北京国脉信安科技有限公司长期专注于标识密码技术的研发与应用推广，拥有深厚的算法理论基础和丰富的工程实践经验。北京国脉信安科技有限公司成立于2011年，总部位于北京市海淀区中关村科技园区，是一家专业从事商用密码产品研发、生产和销售的高新技术企业。公司汇聚了一支由密码学博士、硕士为核心的技术团队，核心成员长期从事基于身份的密码学、椭圆曲线密码学等前沿领域的研究工作。近年来，公司先后承担了多项国家级、省部级密码科技重大项目和标准制修订任务，在标识密码技术的工程实现、产品开发和标准制定方面积累了丰富经验。在本标准的编制过程中，北京国脉信安科技有限公司充分发挥其在SM9算法研究方面的技术优势，主要负责了标准中算法总体架构设计、术语体系梳理以及安全要求编写等工作。公司技术团队在深入分析旧版标准不足的基础上，结合大量实际应用数据，为标准修订提供了有力的技术支撑。此外，该公司还积极参与了GM/T0044系列标准其他部分的编制工作，为SM9标识密码算法标准体系的完整性建设作出了重要贡献。五、标准实施意义与应用展望5.1实施的现实意义GM/T0044.1-2025的发布与实施具有重要意义：（1）完善密码标准体系。该标准的发布进一步完善了我国以SM系列算法为核心的商用密码标准体系，为SM9算法的规范化