国密系列算法的推广增强了我国行业信息系统的自主可控能力。文档传输是信息系统的重要环节之一,将国密算法作为底层技术应用于文档传输,可使其具有安全可信和高效可用的优势。然而文档传输方案仍面临文档机密性较弱、文档发送者身份认证机制单一和用户访问权限不够灵活等问题。针对上述问题,本文从国家商用密码算法出发,研究安全自主可控的基于国密算法的文档传输保护方案。重点围绕运用国密系列算法提高文档的安全性和保障文档传输双方的身份多重认证性等关键问题,基于国密SM3、SM4和SM9算法,结合环签名、属性加密和SSL协议等相关理论和技术,实现基于国密的文档安全传输系统。具体研究工作如下:1.构造基于国密算法的混合加解密及签名方案。针对文档安全性保护不足问题,构造基于国密SM3、SM4和SM9算法的混合加解密方案。首先使用加解密效率高和易于软硬件实现的SM4算法对文档进行对称加密保护,其次运用SM3算法进行完整性验证,最后利用SM9算法对密钥进行管理,因其具有无需申请数字证书的优势,可有效减少管理密钥的开销成本。混合加解密方案不仅能实现对文档的安全自主可控,也能得到安全冗余度更高的密文文档。针对隐匿文档真实签名者身份问题,提出基于国密SM9算法的门限环签名方案。首先以SM9数字签名算法作为底层算法支撑,并将其与门限环签名相结合,其次使用SM4算法对签名的机密性进行保护,同时将可验证签名时效性的时间戳巧妙地嵌入签名中,最后在随机预言模型中证明方案具备适应性选择消息攻击下的不可伪造性。所提签名方案既保留了环签名的特性,又增强了签名的安全性和提升了签名生成阶段及签名验证阶段的效率。2.构造基于国密的身份可认证文档传输方案。针对文档访问权限分级问题,首先使用SM3算法生成基于用户属性集的身份标识,其次依据文档的密级属性同时以SM9作为底层算法支撑,最后对文档进行属性加密保护。可实现对文档更为灵活的细粒度访问控制和分级加密访问管理;针对文档传输双方身份的安全认证问题,首先使用安全性更高的基于国密的SSL协议保障文档的安全通信,其次将基于用户属性集的身份标识巧妙地嵌入在第一个协议包的随机数字段,最后利用LDAP服务器对用户身份标识进行认证。基于国密的身份可认证方案不仅实现了对文档的权限分级访问,也实现了对用户身份的多重验证,同时进一步增强了SSL协议的安全。3.实现基于国密的文档安全传输系统。基于所研究的方案及相关技术,通过对文档传输系统的需求调研,按照软件设计开发流程,设计并实现了一个基于国密的文档安全传输系统。基于文档混合加解密及签名方案的研究基础,设计并实现了密钥管理模块、文档管理模块和签名管理模块。同时基于用户身份的传输方案的研究基础,设计并实现了用户管理模块和属性管理模块。通过系统测试分析表明,所设计的系统不仅能较好的满足传输文档的基本安全需求,还可实现文档的加密保护、完整性认证、细粒度访问控制和传输双方身份的多重认证。