本文深度解析商用密碼技術(shù)的核心理論，并全景展現(xiàn)其在電信、金融、教育、政務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等關(guān)鍵領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，并詳細(xì)闡述了商用密碼如何賦能數(shù)據(jù)安全加密保護(hù)、實(shí)現(xiàn)強(qiáng)身份認(rèn)證與訪問控制、保障通信安全、加固供應(yīng)鏈與物聯(lián)網(wǎng)安全以及守護(hù)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。

0.  引  言

信息化時(shí)代，現(xiàn)代化信息技術(shù)手段在各行業(yè)領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用，在為人們生產(chǎn)發(fā)展帶來全新機(jī)遇的同時(shí)，也帶來了前所未有的信息安全挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)安全問題已成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)問題。商用密碼技術(shù)作為信息安全領(lǐng)域的重要組成部分，對(duì)數(shù)據(jù)信息安全有著重要保護(hù)作用，大大降低了數(shù)據(jù)信息在傳輸過程中被篡改、訪問的危險(xiǎn)，為多元化網(wǎng)絡(luò)信息提供了可靠安全保障。強(qiáng)化對(duì)商用密碼技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用理論分析，挖掘商用密碼技術(shù)實(shí)踐策略，對(duì)提升我國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全整體水平有著重要現(xiàn)實(shí)意義。

1.  商用密碼技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用理論

1.1  密碼學(xué)理論

密碼學(xué)是一門研究保護(hù)信息安全的科學(xué)，其主要目的是保持明文的秘密性，以防止攻擊者得知明文內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)信息的保密性、完整性及抗抵賴性。一般情況下，密碼學(xué)主要由密碼編碼與密碼分析兩部分組成：密碼編碼學(xué)：研究信息變化處理，旨在保護(hù)信息安全性。密碼分析學(xué)：通過密文信息的獲取明確相關(guān)明文信息，是在沒有密鑰的情況下，識(shí)別獲取明文的科學(xué)。

明文是指需要利用密碼對(duì)其進(jìn)行保護(hù)的信息，密文是利用密碼技術(shù)對(duì)明文進(jìn)行深化處理的 “結(jié)果”，一般稱為加密消息。將明文轉(zhuǎn)換為密文的過程稱為加密，將密文轉(zhuǎn)化為明文的過程稱為解密。加密過程所運(yùn)用的系列化操作規(guī)則被稱為加密算法，解密過程中運(yùn)用的系列化操作原則稱為解密算法。通常，兩種算法的實(shí)際運(yùn)用往往需在密鑰控制下進(jìn)行，加密與解密算法分別對(duì)應(yīng)加密密鑰與解密密鑰。

1.2  商用密碼核心技術(shù)

商用密碼是指利用特定的變換方式，對(duì)非國(guó)家秘密的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加密保護(hù)、安全認(rèn)證的技術(shù)以及相關(guān)產(chǎn)品與服務(wù)。商用密碼技術(shù)的核心主要包括密碼算法、密碼協(xié)議與密鑰：

（1）密碼算法：是商用密碼技術(shù)的基石，主要有雜湊算法、對(duì)稱密碼算法及公鑰密碼算法三類。我國(guó)自主研發(fā)的 SM 系列算法（如 SM2、SM3、SM4、ZUC 算法等）在商用密碼中占據(jù)重要地位，其中 SM2 和 SM9 屬于公鑰密碼算法，SM3 屬于雜湊算法，SM4 為分組密碼算法，ZUC 為序列密碼算法，這些算法在維護(hù)我國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全層面發(fā)揮著重要效用。

（2）密碼協(xié)議：主要規(guī)定了數(shù)據(jù)信息加密與解密的詳細(xì)步驟與相關(guān)規(guī)則，為數(shù)據(jù)信息的交換互通提供了安全保障。密碼協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)施直接影響密碼系統(tǒng)的安全性與可靠性。

（3）密鑰：是一串用于控制密碼運(yùn)算過程的隨機(jī)數(shù)字，其安全性與長(zhǎng)度對(duì)密碼系統(tǒng)的安全保密強(qiáng)度有著至關(guān)重要的影響。密鑰的復(fù)雜程度與長(zhǎng)度直接決定了破譯的難度，密鑰復(fù)雜程度越高，破譯難度越大。相關(guān)人員需堅(jiān)持秘密性原則對(duì)密鑰進(jìn)行妥善保存，保障密鑰空間的龐大性，切實(shí)防止密鑰窮盡。

針對(duì)商用密碼技術(shù)的運(yùn)用，國(guó)家制定了明確且嚴(yán)格的法律規(guī)定與保護(hù)措施，任何個(gè)人與單位均承擔(dān)著保護(hù)商用密碼技術(shù)秘密的義務(wù)。

2.   商用密碼技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全中的應(yīng)用領(lǐng)域

商用密碼技術(shù)與人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中網(wǎng)絡(luò)信息安全聯(lián)系十分密切。相關(guān)資料顯示，80% 左右的網(wǎng)絡(luò)攻擊都是以密碼為對(duì)象，每天有近百個(gè)企業(yè)賬戶會(huì)遭受黑客的攻擊。在數(shù)字生活場(chǎng)景持續(xù)創(chuàng)新豐富的今天，重視商用密碼技術(shù)的研究與運(yùn)用，強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)信息安全保護(hù)，能夠?yàn)樯鐣?huì)大眾網(wǎng)絡(luò)生活的安全性保駕護(hù)航。一般來說，商用密碼的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要用于對(duì)不涉及國(guó)家秘密內(nèi)容但具備一定程度敏感性的內(nèi)部信息、經(jīng)濟(jì)信息、行政事務(wù)信息等進(jìn)行加密保護(hù)。具體而言，電信、電力、交通、能源等國(guó)家關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施，生活中常用的社保系統(tǒng)、電子郵件等，都是商用密碼技術(shù)的主要應(yīng)用場(chǎng)景。

（1）行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域

商用密碼技術(shù)與產(chǎn)品已在通信、金融、教育、醫(yī)療健康、交通、能源、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了廣泛應(yīng)用。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景中，傳統(tǒng)身份認(rèn)證方式往往以普通的口令認(rèn)證為主，密鑰強(qiáng)度較低，存在較為嚴(yán)重的安全隱患。當(dāng)前，諸多專業(yè)安全廠商提供以商用密碼技術(shù)為基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)方案，包含物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)、應(yīng)用系統(tǒng)、設(shè)備芯片生產(chǎn)系統(tǒng)以及終端應(yīng)用等層面，在商用密碼技術(shù)支撐下，實(shí)現(xiàn)了密鑰安全分發(fā)、身份認(rèn)證及數(shù)據(jù)信息加密等安全服務(wù)。

（2）電信與互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域

商用密碼技術(shù)在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了與云存儲(chǔ)技術(shù)的有機(jī)融合，并采用屬性基加密與抗密鑰泄露技術(shù)，切實(shí)保障了數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)與共享共用環(huán)節(jié)的安全性。在電信與互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，系統(tǒng)在日常運(yùn)行過程中所采用的訪問局域網(wǎng)往往通過 VPN 建立通信通道，采用用戶名 + PIN+UKey 方式進(jìn)行身份鑒別，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)與數(shù)據(jù)信息安全的有效防護(hù)。

（3）教育行業(yè)領(lǐng)域

教育電子身份認(rèn)證服務(wù)體系是商用密碼技術(shù)在該領(lǐng)域運(yùn)用的重要外顯。借助 SM2 算法，對(duì)教育 CA 系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，優(yōu)化教育 CA 系統(tǒng)軟硬件運(yùn)行的基礎(chǔ)環(huán)境，建設(shè)相關(guān)支撐體系，推動(dòng)教育領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)電子身份認(rèn)證，這均依靠商用密碼技術(shù)作為安全防護(hù)支撐。

（4）電子政務(wù)領(lǐng)域

以 PKI 技術(shù)為基礎(chǔ)的電子認(rèn)證防護(hù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中傳輸?shù)南嚓P(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行解密、加密、數(shù)字簽名及數(shù)字認(rèn)證，采用 SM9 算法和數(shù)字簽名、數(shù)據(jù)加密技術(shù)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)身份認(rèn)證機(jī)制和郵件內(nèi)容加密等，均是商用密碼技術(shù)運(yùn)用的重要外顯，為電子政務(wù)領(lǐng)域提供了安全可靠的密碼服務(wù)。

3.  商用密碼技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全中的實(shí)踐

（1）數(shù)據(jù)安全保護(hù)

保護(hù)數(shù)據(jù)信息安全是商用密碼技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全中的主要運(yùn)用場(chǎng)景，其運(yùn)用能夠通過加密傳輸、訪問控制等多元化手段，有效保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性，確保數(shù)據(jù)信息在傳輸、存儲(chǔ)過程中不被非法獲取、篡改或泄露。

具體而言，在數(shù)據(jù)安全保護(hù)過程中，可以利用商用密碼技術(shù)，通過加密、解密、數(shù)字簽名、密碼認(rèn)證及密鑰管理等功能，保障數(shù)據(jù)信息在存儲(chǔ)與利用過程中始終處于安全、完整的狀態(tài)。對(duì)于敏感的數(shù)據(jù)信息，可以利用特定密鑰對(duì)信息安全進(jìn)行防護(hù)，敏感信息的調(diào)取只能通過特定密鑰的使用，借此有效防止敏感數(shù)據(jù)信息的泄露以及被未授權(quán)的訪問查看。

在數(shù)據(jù)信息安全保護(hù)過程中，可以利用對(duì)稱加密技術(shù)，利用相同的密鑰對(duì)信息進(jìn)行加密與解密處理，借此實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)信息的有效安全管理；針對(duì)有著特殊保密要求的數(shù)據(jù)信息，則可以利用非對(duì)稱加密法，即利用不相同的一對(duì)密鑰，一個(gè)用于加密信息，另一個(gè)用于解密信息，借此強(qiáng)化特殊信息的安全防護(hù)。

為保障數(shù)據(jù)信息的完整性，防止數(shù)據(jù)信息在生成、傳輸、存儲(chǔ)和使用過程中被未經(jīng)授權(quán)地修改或破壞，可以利用商用密碼技術(shù)中的哈希函數(shù)、數(shù)字簽名等工具，對(duì)數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性與完整性進(jìn)行驗(yàn)證，確保數(shù)據(jù)信息在全生命周期中均具備較高的可靠性與準(zhǔn)確性。

在金融應(yīng)用場(chǎng)景中，為實(shí)現(xiàn)金融數(shù)據(jù)信息安全性的有效保護(hù)，針對(duì)用戶身份信息、財(cái)產(chǎn)信息等關(guān)乎用戶財(cái)產(chǎn)安全與隱私保護(hù)的重要數(shù)據(jù)信息，可以利用商用密碼技術(shù)，通過身份鑒別、交易簽名等技術(shù)手段，通過數(shù)字證書與私鑰的使用，對(duì)數(shù)據(jù)信息文檔進(jìn)行簽名，信息接收方可以使用與私鑰相對(duì)應(yīng)的公鑰對(duì)簽名的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，以確認(rèn)數(shù)據(jù)信息是否被篡改以及數(shù)據(jù)文檔發(fā)送人員的信息。常見的電子簽名算法有RSA、DSA、ECDSA等，能夠切實(shí)保障金融服務(wù)的目標(biāo)對(duì)象確實(shí)是用戶本身及其做出的交易是用戶自身切實(shí)需求，借此防止不法分子盜取金融數(shù)據(jù)，對(duì)金融交易的完整性產(chǎn)生破壞。也可以利用商用密碼技術(shù)對(duì)用戶的重要數(shù)據(jù)信息及業(yè)務(wù)指令進(jìn)行保護(hù)，通過加密處理關(guān)鍵數(shù)據(jù)與指令，切實(shí)保護(hù)數(shù)據(jù)安全，防止數(shù)據(jù)信息被篡改盜取。

（2）身份認(rèn)證與訪問控制

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，身份認(rèn)證與訪問控制是十分必要且重要的，其能夠切實(shí)保障網(wǎng)絡(luò)的安全性并防止未經(jīng)授權(quán)的訪問與數(shù)據(jù)泄露行為出現(xiàn)，如在商用密碼技術(shù)使用過程中，需進(jìn)一步強(qiáng)化身份認(rèn)證與訪問控制，通過數(shù)字證書、公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）等方式，為用戶提供安全可靠的身份認(rèn)證服務(wù)。

使用用戶名與密碼進(jìn)行身份驗(yàn)證是商用密碼身份認(rèn)證技術(shù)中的常見手段，在對(duì)身份認(rèn)證進(jìn)行控制時(shí)，可以利用ACL訪問控制列表，將用戶與特定資源相匹配。在ACL機(jī)制運(yùn)用過程中，還可以對(duì)不同用戶訪問級(jí)別進(jìn)行限制，如設(shè)置 “制度不可修改” 的訪問權(quán)限。

在商用密碼技術(shù)實(shí)踐運(yùn)用過程中，也可以利用RBAC這一基于角色的訪問控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證與訪問控制的這一目標(biāo)。RBAC技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用過程中，允許系統(tǒng)管理人員將用戶進(jìn)行不同角色的劃分，并結(jié)合用戶實(shí)際角色，對(duì)用戶數(shù)據(jù)信息的訪問權(quán)限進(jìn)行限制與約束，以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶身份認(rèn)證與訪問權(quán)限的有效管理。

除此之外，結(jié)合自身實(shí)際需求，也可以引用商用密碼技術(shù)中的高級(jí)技術(shù)手段，進(jìn)一步強(qiáng)化身份認(rèn)證與訪問控制管理，利用SSO單點(diǎn)登錄技術(shù)，讓用戶通過一個(gè)入口點(diǎn)登錄至不同應(yīng)用程序中，無需重復(fù)退出、登錄步驟登錄到不同程序中，進(jìn)而切實(shí)提升網(wǎng)絡(luò)安全性與用戶方便性。  

（3）通信安全保障

商用密碼技術(shù)存在多元化方式保障通信安全。在商用密碼技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，可以通過加密解密技術(shù)對(duì)通信內(nèi)容進(jìn)行安全防護(hù)。在通信過程中，發(fā)送方可以利用加密技術(shù)算法對(duì)通信內(nèi)容進(jìn)行加密處理，接收方未獲得通訊明文，則需利用相同的密鑰進(jìn)行信息解密處理，借此保障通信信息傳輸過程中不被未授權(quán)人員獲取與篡改，進(jìn)一步保障信息內(nèi)容的機(jī)密性與完整性。

在互聯(lián)網(wǎng)通信中，數(shù)據(jù)信息往往需要橫跨多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸，為防止通信信息被篡改，可以使用商用密碼技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，通過使用以 SSL/TLS 協(xié)議為基礎(chǔ)的 HTTPS 協(xié)議，借助非對(duì)稱加密技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化客戶端和服務(wù)器之間的通信信息安全保障。

（4）供應(yīng)鏈與物聯(lián)網(wǎng)安全

商用密碼技術(shù)在供應(yīng)鏈與物聯(lián)網(wǎng)安全層面也有著重要防護(hù)作用，在這一層面商用密碼技術(shù)的運(yùn)用，可以依托《商用密碼應(yīng)用與安全性評(píng)估》中的KMC（密鑰管理中心）與 SKMC（分中心）架構(gòu)，通過分層控制方式，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈不同層級(jí)的密鑰分發(fā)。核心企業(yè)可以通過智能 IC 卡離線分發(fā)主密鑰至一級(jí)供應(yīng)商SKMC，再向二級(jí)供應(yīng)商分發(fā)密鑰，以切實(shí)保障數(shù)據(jù)信息的安全性。

針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的安全防護(hù)，可以利用商用密碼技術(shù)，通過輕量化密碼協(xié)議設(shè)計(jì)、安全加固不同端點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)确绞?，?gòu)建雜湊算法數(shù)據(jù)模型，對(duì)數(shù)據(jù)安全異常情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)管，借此進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)安全性。

（5）企業(yè)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)安全

隨著產(chǎn)業(yè)數(shù)字化與現(xiàn)代化進(jìn)程持續(xù)深化，工業(yè)產(chǎn)業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全提出了更高要求。在工業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，商用密碼技術(shù)的運(yùn)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)企業(yè)整體業(yè)務(wù)流程中相關(guān)數(shù)據(jù)信息的規(guī)范化、全生命周期管理。

具體而言，可以借助商用密碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)用戶身份的有效鑒別。通過身份認(rèn)證網(wǎng)關(guān)與各應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)內(nèi)部人員訪問系統(tǒng)時(shí)的權(quán)限管理與身份鑒定。將商用密碼技術(shù)運(yùn)用至工業(yè)產(chǎn)業(yè)各服務(wù)與車間中的相關(guān)節(jié)點(diǎn)，并與密碼平臺(tái)用戶身份認(rèn)證集成，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)訪問人員身份的有效認(rèn)證，控制人員訪問權(quán)限，確保只有身份鑒定通過的人員才能獲取企業(yè)內(nèi)部信息資源。

在身份識(shí)別層面，還可以運(yùn)用商用密碼技術(shù)，為工業(yè)產(chǎn)業(yè)提供 PKI/CA 服務(wù)，為工業(yè)終端、用戶及服務(wù)器等實(shí)體提供以商用密碼技術(shù)為支持的身份數(shù)字證書標(biāo)識(shí)及證書簽發(fā)、管理等服務(wù)。還可以借助商用密碼技術(shù)，保障工業(yè)企業(yè)訪問控制安全：

一是在云端服務(wù)層面，設(shè)置云平臺(tái)安全接入套件，為云端層面不同區(qū)域之間的業(yè)務(wù)交互，設(shè)置訪問權(quán)限，在云端僅允許證書列表內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交互共享，借此保障云端服務(wù)區(qū)域與企業(yè)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的運(yùn)行與訪問安全，在保障數(shù)據(jù)信息安全的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)云端數(shù)據(jù)信息資源的有效運(yùn)用。

二是以 PKI/CA 服務(wù)為技術(shù)，為系統(tǒng)終端用戶、運(yùn)維用戶、管理員及業(yè)務(wù)用戶等人員，提供以商用密碼技術(shù)為支撐的訪問權(quán)限控制與限制功能，限定只有證書列表內(nèi)的用戶才能對(duì)相應(yīng)系統(tǒng)資源進(jìn)行訪問，進(jìn)而保障工業(yè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

4.  結(jié)  語

綜上所述，商用密碼技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)領(lǐng)域有著重要價(jià)值，新時(shí)期，為進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)安全性，需強(qiáng)化商用密碼技術(shù)的運(yùn)用，通過將商用密碼技術(shù)實(shí)踐運(yùn)用至數(shù)據(jù)安全保護(hù)、身份認(rèn)證與訪問控制、通信安全保障、供應(yīng)鏈與物聯(lián)網(wǎng)安全等領(lǐng)域，進(jìn)一步提升我國(guó)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全性，進(jìn)而保護(hù)數(shù)據(jù)信息完整安全。