SM2签名中SignedData结构如何构造才能确保数据完整性和不可否认性？

Question

在SM2签名算法中，如何正确构造SignedData结构以确保数据完整性和不可否认性？ SignedData结构是SM2签名体系中的关键部分，通常包含被签名的数据、签名值、签名算法标识以及相关证书等信息。要确保数据完整性，必须对原始数据计算哈希值，并将该哈希值作为输入进行签名。同时，签名过程需使用私钥生成签名值，而验证方则通过对应的公钥验证签名，从而保证不可否认性。如果SignedData结构中缺少必要的字段（如签名算法标识或证书链），可能导致签名无法正确验证或安全性下降。因此，在构造SignedData时，如何合理组织这些要素并遵循标准格式（如GM/T 0009规范），是实践中常见的技术难点。

Answer 1

1. SM2签名算法与SignedData结构简介

SM2是一种基于椭圆曲线密码学的数字签名算法，广泛应用于我国的商用密码体系中。在SM2签名过程中，构造一个符合标准的SignedData结构至关重要。

• SignedData结构是确保数据完整性和不可否认性的核心。
• 它通常包含原始数据、签名值、签名算法标识和相关证书等信息。
• 遵循GM/T 0009规范是实现标准化SignedData结构的基础。

为了保证数据完整性，需要对原始数据计算哈希值，并使用私钥生成签名值。

2. 构造SignedData结构的关键要素

正确构造SignedData结构需要合理组织以下关键要素：

字段名称	描述	作用
被签名的数据	待保护的实际数据内容。	提供数据来源，确保完整性。
签名值	通过私钥对哈希值进行签名的结果。	验证数据的不可否认性。
签名算法标识	标明所使用的签名算法（如SM2）。	确保验证方正确解析签名。
相关证书	包含公钥信息的数字证书。	支持验证方获取公钥。

这些字段共同构成了一个完整的SignedData结构。

3. 实现过程中的技术难点分析

在实际应用中，构造SignedData结构可能会遇到以下问题：

1. 字段缺失：如果缺少签名算法标识或证书链，可能导致签名无法验证。
2. 哈希计算错误：错误的哈希值会导致签名无效。
3. 格式不规范：不符合GM/T 0009规范的结构可能引发兼容性问题。

以下是构造SignedData的一个伪代码示例：

function constructSignedData(data, privateKey, publicKeyCert) {
    let hashValue = calculateHash(data);
    let signature = generateSignature(hashValue, privateKey);
    return {
        data: data,
        signature: signature,
        algorithmId: "SM2",
        certificate: publicKeyCert
    };
}
    

4. 构造流程图

以下是一个构造SignedData结构的流程图：

graph TD;
            A[开始] --> B{输入原始数据};
            B --> C[计算哈希值];
            C --> D[使用私钥生成签名];
            D --> E[添加签名算法标识];
            E --> F[附加相关证书];
            F --> G[输出SignedData结构];

通过上述流程，可以确保构造出符合标准的SignedData结构。