第二部分：密码学基础与国密算法
2.1 密码学基本概念
体制分类
对称密码：加解密同密钥（DES/AES/SM4/ZUC）效率高，分发难
非对称密码：公私钥对（RSA/ECC/SM2/SM9）易管理，效率低
杂凑函数：任意长→固定长（MD5/SHA/SM3）单向性、抗碰撞
Kerckhoffs原则
安全性不依赖算法保密，依赖 <b>密钥</b> 保密
安全性分类
无条件安全（信息论安全）：一次一密
计算安全：破解代价超能力范围
可证明安全：归约到数学难题
攻击类型
唯密文攻击
已知明文攻击
选择明文攻击
选择密文攻击
生日攻击：针对杂凑，复杂度 $2^{n/2}$
中间人攻击
重放攻击
2.2 国密算法详细参数
SM1
类型：对称分组
用途：数据加密
特性：算法不公开，需硬件实现
SM2
类型：非对称
用途：签名、交换、加密
参数：256位曲线，私钥256位，公钥512位，安全强度≈3072位RSA
签名：(r,s) 共512位
密文：C1(64B)+C2(明文)+C3(32B)
SM3
类型：杂凑
用途：完整性、签名、HMAC
参数：输出256位，分组512位，<b>MD结构</b>，64轮，扩展132消息字
SM4
类型：对称分组
用途：加密、MAC
参数：分组128位，密钥128位，<b>非平衡Feistel</b>，32轮，加解密同构逆序
SM9
类型：标识密码
用途：鉴别、加密、签名、交换
参数：基于 <b>双线性对</b>（R-ate），公钥为用户标识，私钥由KGC生成
ZUC
类型：序列
用途：移动通信加密/完整性
参数：LFSR(16×31位=496位)+BR+F，初始化32轮
2.3 国际算法对比
DES：对称，64位分组/56位密钥，16轮Feistel，<b>已不安全</b>
AES：对称，128位分组，128/192/256位密钥，10/12/14轮，<b>SP结构</b>，<b>安全</b>
RSA：非对称，基于大整数分解，≥2048位，<b>安全</b>
SHA-1：杂凑，160位输出，<b>已不安全</b>
SHA-256：杂凑，256位输出，MD结构，<b>安全</b>
SHA-3：杂凑，输出可变，<b>海绵结构</b>，<b>安全</b>
2.4 分组密码工作模式特性
ECB
并行：Y/Y
误差扩散：N
填充：Y
安全性：<b>低</b>
推荐度：<b>严禁</b>
CBC
并行：N/Y
误差扩散：Y(1块→2块)
填充：Y
安全性：中(需随机IV)
推荐度：可用
CFB
并行：N/Y
误差扩散：Y
填充：N
安全性：中
推荐度：可用
OFB
并行：N/N
误差扩散：N
填充：N
安全性：中(IV不重用)
推荐度：可用
CTR
并行：<b>Y/Y</b>
误差扩散：<b>N</b>
填充：<b>N</b>
安全性：高(计数器不重)
推荐度：<b>推荐</b>
GCM
并行：<b>Y/Y</b>
误差扩散：<b>N</b>
填充：<b>N</b>
安全性：<b>很高(加密+认证)</b>
推荐度：<b>强烈推荐</b>
第三部分：密码应用安全性评估核心
3.1 核心标准与文件
GB/T 39786：《基本要求》，指标依据
GB/T 43206：《测评要求》，方法/判定依据
GM/T 0116：《测评过程指南》，流程依据
《量化评估规则》：DAK模型评分
《高风险判定指引》：一票否决项
《FAQ》：官方解释
3.2 GB/T 39786 等级要求速查
物理和环境
身份鉴别：可/宜/宜/应
门禁记录完整性：//宜/应
监控记录完整性：//宜/应
网络和通信
身份鉴别：/宜/应/应(双向)
数据完整性：可/可/宜/应
数据机密性：/宜/应/应
安全接入认证：//可/宜
设备和计算
身份鉴别：/宜/应/应
远程管理通道安全：//应/应
日志记录完整性：//宜/应
应用和数据
身份鉴别：/宜/应/应
访问控制信息完整性：/可/宜/应
存储机密性：/宜/应/应
存储完整性：//宜/应
不可否认性：//宜/应
3.3 DAK量化评估模型
D（密码使用有效性）
一票否决项，是否 <b>正确、有效</b> 使用
判例：仅SM3杂凑做完整性 → D×，得0分
A（密码算法/技术合规性）
是否为国密或经批准
判例：用AES/RSA-2048 → A× (Ra=1)
判例：用DES/MD5 → A× (Ra=0.2)
K（密钥管理安全）
全生命周期管理是否安全
判例：三级系统用一级模块 → K× (Rk=1.2)
判例：四级系统用二级模块 → K× (Rk=1.5)
<b>得分速算表（Ra,Rk=1）</b>
√√√ = 1.0：全合规
√√× = 0.5：密钥管理问题
√×√ = 0.5：算法不合规(国际)
√×× = 0.25：算法/密钥均有问题
×// = 0：未使用或无效
3.4 测评结果判定
单元结果判定
符合：全对象符合
不符合：全对象不符合
不适用：全对象不适用
部分符合：其余情况
最终结论判定
符合：综合得分=100分
基本符合：得分≥60分 且 <b>无高风险</b>
不符合：得分<60分 或 <b>存在高风险</b>
3.5 各层面测评要点与判例
物理和环境
身份鉴别：SM4 CPU卡/SM2门禁→符合；指纹/ID卡→不符合
记录完整性：HMAC-SM3→符合；仅SM3→不符合
网络和通信
身份鉴别：三级用RSA_SM4_SM3(A×)→0.5分
机密性：应用层SM4加密可缓解网络层明文风险
设备和计算
身份鉴别：堡垒机合规(1分)，后端服务器静态口令(0分)，<b>不可弥补</b>
日志完整性：HMAC-SM3→符合；仅SM3→不符合
应用和数据
身份鉴别：短信验证码→不符合；UKey+SM2→符合
存储机密性：SM4-ECB加密性别→高风险
不可否认性：自建CA用于法律认定→高风险
3.6 等效弥补规则
✅ 允许弥补
应用层机密性 → 弥补 网络层机密性
网络层VPN → 弥补 应用层传输安全
❌ 禁止弥补
网络层鉴别 ≠ 应用层鉴别
堡垒机鉴别 ≠ 后端服务器鉴别
日志完整性 ≠ 数据完整性
第四部分：密码产品与接口规范
4.1 服务器密码机
标准：GM/T 0030, 0059
密钥结构：至少三层（管理/用户-KEK/会话）
状态：初始⇌就绪（毁钥重置）
自检：上电/周期/指令后，失败报警停服
随机数：至少 <b>2个</b> 独立物理噪声源
4.2 金融数据密码机
标准：GM/T 0045, 0046
密钥机制：三层（LMK/ZMK/PIK）
主密钥：注入需 <b>≥2名</b> 管理员，PIN计算用 <b>ECB模式</b>
4.3 签名验签服务器
标准：GM/T 0029
部署：<b>局域网内</b>，禁连互联网
接口：遵循GM/T 0020
4.4 时间戳服务器
标准：GM/T 0033, 0123
时间源：<b>国家权威部门</b>或其认可方式
时间格式：<b>UTC格式</b>
4.5 IPSec VPN网关
标准：GM/T 0022, 0023
密钥层次：设备(非对称)/工作(保护)/会话(数据)
NAT穿越：<b>ESP</b>协议支持
模式：必须支持 <b>隧道模式</b>
4.6 SSL VPN网关
标准：GM/T 0024, 0025
鉴别：<b>服务端鉴别</b>必备
4.7 智能密码钥匙
标准：0016, 0017, 0027, 0048, 0063
逻辑结构：设备→应用→容器/文件
密钥生成：签名密钥 <b>内部生成</b>，加密密钥可外部导入
PIN码：长度≥6字节，失败≤5次锁定，需 <b>管理员PIN</b> 解锁
4.8 智能IC卡
标准：GM/T 0041
检测：COS安全机制/功能、算法正确性/性能、RSA素性
4.9 密码键盘
标准：GM/T 0049
安全等级：1-4级，取最低
检测：功能、安全性(EFP/EFT)、算法、自检
4.10 安全电子签章系统
标准：GM/T 0031, 0047
结构：电子印章(制章人签) + 电子签章(签章人签)
验证流程：格式→签名值→证书→原文杂凑
4.11 动态令牌/认证系统
标准：GM/T 0021
口令：基于SM3/SM4，≥6位，周期≤60s，种子≥128位
同步：时间型(双向窗口≤±10min)，事件型(单向窗口)
4.12 电子文件密码应用
标准：GM/T 0055, 0071
结构：文件实体+标签(加密/签名/权限/日志)
存储：内联式/外联式
4.13 安全门禁系统
标准：GM/T 0036
要求：一卡一密，根密钥由后台生成，鉴别协议遵循GM/T 0035
4.14 证书认证系统
标准：GM/T 0034, 0014, 0037
区域：公共/服务/管理/核心(屏蔽机房)
密钥库：备用/在用/历史库，CA从 <b>备用库</b> 取密钥，保存期>10年
根密钥：分割或共享，操作/管理/维护员均不能为分管者
OCSP状态：良好/已撤销/未知（冻结/挂起→已撤销）
4.15 可信计算密码支撑平台
标准：GM/T 0011, 0058
可信根：TCM
TSM组成：TSP/TCS/TDDL
算法：SM2/SM3/SM4(CBC)
第五部分：测评工具与协议分析
5.1 Wireshark抓包
SSL/TLS
Client Hello：客户端支持套件
Server Hello：<b>选定套件</b>（判定依据）
Change Cipher Spec：后加密
国密套件：{0xe0,0x11}(ECC_SM4_CBC_SM3), {0xe0,0x53}(ECDHE_SM4_GCM_SM3)
IPSec
IKE主模式(阶段1)：<b>明文</b>协商，SM3 ID=20, SM2 ID=2
IKE快速模式(阶段2)：<b>加密</b>协商会话密钥
常用过滤器
ip.addr == x.x.x.x
tcp.port == 443
udp.port == 500 or udp.port == 4500
5.2 数字证书分析
格式：X.509, ASN.1 DER
KeyUsage
digitalSignature/nonRepudiation → 签名证书
keyEncipherment → 加密证书
keyCertSign → CA证书
状态检查：CRL/OCSP (good/revoked/unknown)
5.3 端口扫描
TCP 443：SSL VPN/HTTPS
UDP 500/4500：IPSec IKE/NAT-T
TCP 22：SSH
5.4 随机数检测
标准：GM/T 0005
项目：单比特频数、块内频数、扑克、游程等
第六部分：综合实战与高频判例
6.1 常见得分场景速查
全合规：√√√ → 1分
用RSA-2048：√×√ → 0.5分
密钥明文导出：√√× → 0.5分
静态口令/明文传输：×// → 0分
用DES/MD5：√×√ → 0.25或0.05分(Ra=0.2)
三级系统用一级模块：√√× → 0.6分(Rk=1.2)
6.2 高风险场景（一票否决）
不安全算法：MD5、DES、SHA-1、RSA-1024
无效技术：仅SM3做完整性
静态口令无密码技术
远程管理明文(Telnet)
无证产品
法律认定场景用自建CA
6.3 高频易错点
仅SM3杂凑做完整性？→ <b>不合规</b>
网络层已加密，应用层是否还需？→ 指标判定可能不符，但风险可降
堡垒机合规，后端服务器静态口令？→ <b>不合规，不可弥补</b>
证书过期但采购时有效？→ 部分符合，建议更换
“宜”条款处理？→ 方案明确不适用且经核实，可判不适用
SM2密文长度？→ 明文+96字节
密钥归档后用途？→ 仅解密历史/验证历史签名
6.4 方案密评与报告
方案密评结论：通过/不通过
报告结构：概述→范围方法→单元结果(原始)→整体结果(修正)→量化风险→结论建议
备案：出具后 <b>30日</b> 内报密码管理部门
