《SM2密码算法使用规范》规定了数字证书SM2算法的公/私钥及加密签名格式。
1.SM2公钥格式用ASN.1描述如下：
SM2PublicKey::=BIT STRING
SM2公钥是SM2曲线上的一个点,由横、纵坐标两个分量来表示,记为(x,y),简记为Q,每个分量长度为256位。SM2PublicKey内容格式为:04‖X‖Y。其中,X和Y分别表示公钥的x分量和y分量,其长度各为256位。
2.SM2私钥格式用ASN描述如下：
SM2PrivateKey::=INTEGER
SM2私钥是一个大于或等于1且小于n-1的整数(n为SM2算法的阶),简记为k，长度为256位。
3.SM2加密数据格式用ASN1描述如下：
SM2Cipher::=SEQUENCE {
XCoordinate INTEGER，--x分量
YCoordinate INTEGER，--y分量
HASH OCTET STRING SIZE（32），--摘要值
CigherText OCTET STRING --密文
}
假设使用SM2公钥Q(SM2PublicKey类型)对明文m(字符串类型)进行加密计算。则XCoordinate和YCoordinate为随机产生的公钥的x分量和y分量。HASH为使用SM3算法对明文数据运算得到的摘要值,其长度为256位,HASH=SM3(x‖m‖y),其中x和y为Q的x分量和y分量。CipherText是与明文等长的密文。
假设使用SM2私钥d(SM2Privatekey类型)对密文c(SM2Cipher类型)进行解密计算,则解密后将获得明文m,其长度等于密文(c→Cipher Text)的长度。
4.SM2签名数据格式用ASN描述如下：
SM2Signature::=SEQUENCE {
R INTEGER, --签名值的第一部分
S INTEGER, --签名值的第二部分
}
其中,R和S的长度各为256位。
假设使用签名方私钥d(SM2PrivateKey类型)对待签名数据M(字符串类型)进行签名计算。具体计算步骤如下：
①预处理1:使用签名方的用户身份标识ID(字符串类型)和签名方公钥Q(SM2PublicKey类型),通过运算得到Z值(字符串类型)。
Z=SM3(ENTL‖ID‖a‖b‖XG‖yG‖xA‖yA)
其中,ENTL为2字节表示的ID的比特长度。ID为用户身份标识,无特殊约定情况下,长度为16字节,默认值从左至右依次为:
0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38。a和b为系统曲线参数。xG和yG为基点,xA和yA为签名方公钥。
②预处理2:使用预处理1结果Z值(字符串类型)和待签名数据M(字符串类型)，通过SM3运算得到摘要值H(字符串类型)。
H=SM3(Z‖M)
③签名:使用预处理2结果H(字符串类型)和签名方私钥d(SM2PrivateKey类型)，通过签名计算得到签名结果sign(SM2Signature类型)。
签名验证时,使用预处理2结果H(字符串类型)、签名结果sign(SM2Signature类型)和签名方公钥Q(SM2PublicKey类型),通过验签计算确定签名结果是否通过验证。
在SM2密钥对传递时,需加密保护它。
5.SM2密钥对的保护数据格式用ASN.1描述如下：
SM2EnvelopedKey::=SEQUENCE {
symAlgID Algorithmldentifier, --对称密钥算法标识
symEncryptedKey SM2Ciphe --对称密钥密文
Sm2PublicKey SM2PublicKey, --SM2公钥
Sm2EncryptedPrivateKey BIT STRING --SM2私钥密文
}
其中,具体的保护方法为：
①产生一个对称密钥。
②按对称密钥算法标识指定的算法加密SM2私钥,得到私钥密文。若对称算法为分组算法,则其运算模式为ECB。
③使用外部SM2公钥加密对称密钥得到对称密钥密文。
④把私钥密文、对称密钥密文封装到密钥对保护数据中。
