从发展應用實践來看
商用密碼核心技術主要(yao)包括
密(mi)碼算法、密钥和密碼协議
等三個方面
密碼算法包括對称密碼算法、公钥密碼算法和雜凑算法。為(wei)了保障商用密(mi)碼安全，國家密(mi)碼管(guan)理部門製定了一系列密碼算法標準，包括SM2、SM3、SM4、SM9、祖冲之密碼算(suan)法（即“ZUC算(suan)法(fa)”）等。其中SM2、SM9為公钥密碼算法，SM3為雜凑算(suan)法(fa)，其(qi)余均為對称密(mi)碼算法。
SM2算法基於椭圆曲線上(shang)离散對数計算(suan)困难問題，密钥长度為256比特，包括SM2加密算法和SM2数字簽名算(suan)法(fa)。
SM9是一種基於身份標识的公钥密(mi)碼算法，也被称為標识密(mi)碼，采用256比特的椭圆曲線。
SM3算法摘要长度為256比特，利用了簡單運算的(de)充分多次迭代，其(qi)安全性及效(xiao)率與SHA-256相当(dang)。SM3主要用於数(shu)字簽名及驗證、消(xiao)息認證碼生成及驗證(zheng)、随機数(shu)生成等。
對称密碼又可分(fen)為分組密(mi)碼和序列密碼。其中SM4為分組密碼(ma)，分組长度和密钥长度為128比特。SM4算法是SM系(xi)列算法中使用最為廣泛的密碼算法。ZUC算法是序(xu)列密碼算法，采用128比特的主密钥和128比特初始向量作為輸入參数。该算法速度快，常用於(yu)移動(dong)通信4G網絡。
目前我國(guo)SM系列密碼(ma)算法大多(duo)已經納入ISO／IEC國际標準，ZUC算法已(yi)經作為國际第四代移動(dong)通信加密標準，这標志着我國密碼算法國际標準體系已初步成型，為有效保障網絡空間安全貢献(xian)了(le)中國智慧，提供了中國方案(an)。
密钥是控製(zhi)密碼運算過程中的一串不可预測的(de)随機数。如(ru)果用戶擁有密(mi)钥，就可以對密文進行解密获得相應的明文(wen)；在算法足够安全的情况下，如果用(yong)戶没有密钥(yao)，那麼通過猜測密钥(yao)的方式來破译(yi)明文的概率几乎為零。比如密钥(yao)长度為128比特，則攻擊者需要進行2的128次方(fang)的試驗。所以必须保證密碼算法中所使(shi)用的密钥的安全，密钥需秘密保(bao)存，並且密钥空間必须(xu)足够庞大(da)，以致无法(fa)穷(qiong)盡。
密钥易(yi)受到許(xu)多威胁，比如密钥材料的泄漏、篡改、未(wei)授權删除、不彻底銷毁、未授權撤銷、假冒、延迟(chi)執行密钥管理功能以及密钥的滥用。
针對上(shang)述存在的威(wei)胁，密钥(yao)的保護方法包括采用密碼技術的保護、采用非(fei)密碼技術的保(bao)護、采用物理手段的保護和采用組織手段的(de)保護。采用密碼技術的(de)保護比如用加密技術來對抗密钥泄漏和(he)未授權使用，用数據完整性(xing)機(ji)製來對抗篡改，用数字簽名技術來對抗冒充(chong)；采(cai)用非密碼技術的保護比如(ru)對密钥進行時間標記；采用物理手段的保護比如進(jin)行脱機來存储密钥(yao)材料；采用組織手段的保護是指對密钥材料進(jin)行級別劃分(fen)，每(mei)級密钥只用於保(bao)護下級密钥，最低級密钥可直接用於提供数據(ju)安全(quan)服務。
密钥是(shi)密碼安(an)全的根本，需要進行嚴格管理，製(zhi)定科學合理的安全策略。密钥管理是(shi)根據安全策略，對密钥的產生、分发、存(cun)储、更新(xin)、归檔、撤(che)銷、備份(fen)、恢复和銷毁等密钥全生(sheng)命周期的管理。
密碼(ma)协議是(shi)密碼應用的交互規則，是將密(mi)碼算法應(ying)用於具體使用環境的重要密碼技術。密(mi)碼协議的(de)目的不仅仅是為了簡單的秘密性，通過密碼协議(yi)可以進(jin)行實體之間的認證、在實體之間安全地分配密钥或(huo)其它各種秘(mi)密、確(que)認发送和接收消(xiao)息的不可否認性等。
現(xian)實情况下，應用密碼算法實現特定安全(quan)功能是(shi)十分复雜的，不(bu)同(tong)的使用環境需要不同的密碼协議，不(bu)同的安全功能也(ye)由不同的密碼协議實現。因此(ci)，密碼技(ji)術中存在多種多樣的密碼(ma)协議，如密钥交换协議(yi)、密钥分发协議、身份認證协(xie)議、電子支付协(xie)議、不經意傳輸协議等。比如經典的Diffie-Hellman 密钥交换协議(yi)，雙方通過(guo)互相交换信息，使得通信的雙(shuang)方能在非安全的信道中协商出相同的共享(xiang)密钥，進而進行后續的加密操作。
密碼协議的安全性對密碼應用至關重要。密碼协議的安全性不仅由密(mi)碼算法的(de)安全性決定，也由交(jiao)互規則的安全性決定，交互規則出現(xian)漏洞，則协議就會受到攻擊者的攻擊。密碼协議面臨的典(dian)型攻(gong)擊有消息重放攻擊、中間人攻擊、已(yi)知密钥攻(gong)擊、平行會話攻擊、交(jiao)错攻(gong)擊以及其他類型的攻擊等。所以常在协議中加入(ru)随機数、時間戳等參数，以加強密碼协議的安全性。密碼协議(yi)的安全性分析方法有(you)基於逻輯推理的分析方法、基於模型檢驗的分析方法、基(ji)於定理證明的分析方法和密(mi)碼學可證明安全分析方法。密碼协議的分析與設計一直是密(mi)碼學界的(de)重要研究内容。
來源：中國信通院云計算與大数據(ju)研究所(suo)
