图解SM2算法流程(合)

图解SM2算法流程——第1章 概述 

A. SM2主要功能

A.1. 公私钥

私钥:BN_大整数

公钥:EC-Point椭圆曲线上的点

整体结构



A.2 第2部分——数字签名算法

A.2.1 签名(User A)

l  签名者用户A的密钥对包括其私钥dA公钥PA=[dA]G= (xA,yA)

l  签名者用户A具有长度为entlenA比特的可辨别标识IDA,

l  ENTLA是由整数entlenA转换而成的两个字节

l  ZA=H256(ENTLA || IDA || a || b || xG || yG|| xA || yA)。

l  待签名的消息为M

l  数字签名(r,s)


说明:第5步若r=0r+k=n则返回第3步;第6步若s=0则返回第3步。

A.2.2 验签(User B)

l  签名者用户A的密钥对包括其私钥dA公钥PA=[dA]G= (xA,yA)

l  签名者用户A具有长度为entlenA比特的可辨别标识IDA,

l  ENTLA是由整数entlenA转换而成的两个字节

l  ZA=H256(ENTLA || IDA || a || b || xG || yG|| xA || yA)。

l  消息为M数字签名(r,s)

 

 

A.2.3 原理

首先,验证流程B4计算的点(x1y1) 和签名步骤A3 计算的点 ( x1y)相等。

计算流程

(x1y1)

= [s′]G + [t]PA

[s′]G + [s′] PA + [r′] PA

[s′]G +[s′][dAG +[r·dAG

[(1+ dA)×s′] G+[r·dAG

[k − r · dA) ] G+[r·dAG

[k] G

x1y)

A.3 第3部分——密钥交换协议

A.3.1 密钥交换(User A & User B)


A.3.2 原理

参与KDF运算的所有输入数据均相等,所以得到的协商密钥自然相同。

A.4 第4部分——密钥封装和加解密

A.4.1 加密(User A)


说明:第3步计算S=[h]PB略,因h=1。

A.4.2 解密(User B)


说明:第2步计算S=[h]C1略,因h=1。

A.4.3 原理

关键在于说明加密流程第4步计算的 [k]PB= (x2y2) 与解密流程第2步计算的 [dB]C= (x2y2) 相等。解密流程第2步计算

计算流程

(x2y2)

= [dB]C1

=[dB][k]G

=[k] [dB] G

=[ k] PB

[ k ] PB 是加密流程第4步计算值。所以加密流程第4步计算的[ k ] P = ( x2 , y2 ) 与解密流程第2步计算的[ dB ] C = ( x2 y2 ) 相等。

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