国密SM3与动态密码OTP

摘要:

对《GM／T 0021-2012 动态口令密码应用技术规范》实现过程中的要点进行记录和说明

关键词：

SM3 OTP 动态口令 动态密码

1.《规范》中动态口令生成方式注意点：

T = T_0 / T_c
// T : 时间因子 （8字节，整型）
// T_0 : 输入的时间 （8字节，整型）
// T_c : 口令变化周期 《规范》中 明确最大值为60

ID= {T|C|Q}
// ID : 杂凑及分组算法的输入信息(即使用SM3或SM4计算的入参信息,最小要求128位,不足的时补零)
// C : 事件因子 (4字节, 整型)
// Q : 挑战因子 (最小为4字节,使用ASCII码表示)
// {T|C|Q} : 表示将T,C,Q直接拼接成至少128位的 

S = F(K|ID)
// S : 杂凑及分组算法的输入结果(即使用SM3或SM4计算的计算结果, SM3时输出是256位数据, SM4时输出是128位数据)
// F() : SM3或SM4算法
// K : 种子密钥 (不少于128位,即>=16字节)

OD = Truncate(S)
// Truncate() 截断函数, 使用SM3和SM4时有所不同,详见《规范》,特别注意算法中的<< 是循环左移
// OD是截断函数的输出结果,输出结果是32位数据

P = OD % (10^N)
// P : 动态口令最终值
// N : 动态口令长度(要求大于6) 

2.《规范》中其他注意点：

1. << 表示的是循环左移, 注意其他OTP算法中的逻辑左移区别,但是从算法实现上看,使用到位移的输入参数是一个byte,最大的循环位数是24,没有大于32,并且示例代码对位移的参数也做了i%32,可见使用逻辑左移也可以;
2. 示例数据中的KEY值是Hex后的值,在使用KEY值转为byte[]时要decode
3. 示例代码中的内容提示了,注意数据的存储方式是大端模式,使用java进行实现可不用考虑;
4. 有博客说《规范》中的示例数据与示例算法不匹配,但我个人实现后是可以匹配上的;
5. 使用java实现是特别注意32位int整型数据时有符号的,但是算法却要求使用一个32位的无符号整型进行计算,因此需要注意最高位符号位为1的情况.

3.基于《规范》附件中的用例,将关于SM3算法各用例的中间计算结果补充如下:

KEY(Hex)	T_0(Hex)	T(Hex)	C(Hex)	Q(Hex)	ID(Hex)	S(Hex)	OD	Password
1234567890abcdef1234567890abcdef	4e520883	4e520883	4d2	35363738	1234567890abcdef1234567890abcdef000000004e520883000004d235363738	9a51d5a4495c03d4a155ae2e74052b527a3d460d8d97255ed345ccb73a6563b5	243814095	814095
1234567890abcdefabcdef1234567890	4e520893	4e520893	15f5	33363938	1234567890abcdefabcdef1234567890000000004e520893000015f533363938	497ebf9a0619d9f8f41cdaa3a3d5f4299fc3fdbbba97f290b549cb941abf238e	300959691	959691
1234567890abcdef0987654321abcdef	4e5208a6	4e5208a6	15f5	33363938	1234567890abcdef0987654321abcdef000000004e5208a6000015f533363938	10c9a190c3aedf3157f87e9d7770b1d5512b67447d49c9fb1d040677f9803b3d	2296063014	063014
1234567890abcdefabcdef0987654321	4e5208c7	4e5208c7	805	36393834	1234567890abcdefabcdef0987654321000000004e5208c70000080536393834	bda419e9d87d13f14d682d57dab42d32f6ab9d822451f46b955b961c92621195	16302593	302593
87524138025adcfe2584376195abfedc	4e5208db	4e5208db	80a	33303234	87524138025adcfe2584376195abfedc000000004e5208db0000080a33303234	9c35489cc1ae60c2e43c4384073de166028a45924e8a97835ae1a9db79748701	1858657337	657337
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