CN107438005A - Sm9联合数字签名方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种SM9联合数字签名方法和装置，将密钥生成中心生成的标识私钥S_A在签名客户端、签名服务端或第三方中被分割为两个部分——第一子密钥M和第二子密钥N，第一子密钥M和第二子密钥N分别存放到签名客户端和签名服务端这两个实体中，签名客户端和签名服务端分别使用第一子密钥M和第二子密钥N对消息m进行签名后，由签名客户端合成完整的对应S_A的有效签名，签名客户端和签名服务端任意一方的子密钥丢失，都不会影响标识私钥S_A整体的安全性，进而提高数字签名的安全性。

Description

SM9联合数字签名方法和装置
技术领域
本发明涉及到数字签名领域，特别是涉及到一种SM9联合数字签名方法和装置。
背景技术
SM9标识密码算法是一种基于双线性对的标识密码算法，它可以把用户的身份标识用以生成用户的公、私密钥对，主要用于数字签名、数据加密、密钥交换以及身份认证等。现有数字签名过程中，如果密钥丢失，会影响签名的安全性。因此标识私钥需要进行严格保护。在移动设备等不安全环境下进行私钥的有效保护面临挑战，本发明设计一种基于SM9的双方联合签名应对私钥保护的难题。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种提高数字签名安全性的SM9联合数字签名方法和装置。
为了实现上述发明目的，本发明提供一种SM9联合数字签名方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、签名客户端获取其标识对应的标识私钥S_A的第一分片子密钥M，其中，所述标识私钥S_A的第二分片子密钥N由所述签名客户端对应的签名服务端获取；其中，密钥生成中心随机选择主密钥，生成系统参数组；
S2、生成签名过程使用的预签名∏_c、对所述第一子密钥M的随机掩藏J并和待签名消息m以及所述标识ID_A一起发送到签名服务端；
S3、从签名服务端获得签名过程使用的预签名∏_s、对所述第二子密钥N的随机掩藏K；
S4、由所述预签名∏_s和预签名∏_c计算作为联合预签名∏；生成用于通过签名服务端计算以所述第二子密钥N为私钥对所述消息m进行SM9签名第二部分所需的掩藏O,并发送掩藏O到签名服务端；
S5、从签名服务端获得所述联合预签名∏作为联合预签名，所述第二子密钥N作为签名密钥对所述消息m的SM9签名的第二部分S2；
S6、生成以所述联合预签名∏为预签名，所述第一子密钥M作为签名密钥对所述消息m的SM9签名第二部分S1，由S1、S2生成SM9签名第二部分S,以∏作为预签名的证明h，输出完整签名(h,S)；
其中，在步骤S3或步骤S5中，生成以所述M为私钥对所述m进行SM9签名第二部分所需的掩藏W。
进一步地，所述系统参数组包括<E,e,P1，P2，[s]P1，g＝e(P1，[s]P2),H>，其中，E为椭圆曲线，e代表二元映射e:G1·G2→Gt，G1和G2为椭圆曲线E上的两个点群，G1是一个阶为q的循环群,G2是一个幂为q群，其子群阶为q，q为素数，P1∈G1，P2∈G2，e(P1，[s]P2)＝e(P1,P2)s，主密钥包括s，[s]P1表示s个P1相加，[s]P2表示s个P2相加，H为消息映射函数，用于将比特串映射到[1,q-1]上；
进一步地，所述步骤S1中，所述标识私钥S_A的计算方法，包括：
S_A＝[s/(H(1||ID_A)+s)]P1。
进一步地，所述步骤S1中，
所述第一子密钥M和第二子密钥N的获取方法，包括：
方法1)、所述签名客户端随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送N到签名服务端；或者，
方法2)、所述签名服务端随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N,发送M到签名客户端；或者，
方法3)、所述签名服务端生成秘密kdfs，根据派生函数F，派生a＝F(kdfs，FI)，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1；其中FI包括标识ID_A、请求时间t、请求次数C；F是标准的密钥派生函数KDF、哈希函数或加密函数中的一种，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端；或者，
方法4)、利用不同于所述签名客户端和签名服务端的第三方随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端，发送N到签名服务端；或者，
方法5)、利用不同于所述签名客户端和签名服务端的第三方生成秘密kdft,根据派生函数F，派生a＝F(kdft，FI)，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端，发送N到签名服务端。
进一步地，所述步骤S2中，所述预签名∏_c和对所述第一子密钥M的随机掩藏J的获取方法，包括：
签名客户端随机生成1<x<q，1<u<q；
计算∏_c＝gx，J＝[u]M。
进一步地，所述步骤S3中，所述预签名∏_s和对所述第二子密钥N的随机掩藏K的获取方法，包括：
通过所述签名服务端随机生成1<y<q,1<v<q；
通过所述签名服务端计算∏_s＝gy，K＝[v]N。
进一步地，所述步骤S4中，所述联合预签名∏和掩藏O的获取方法，包括：
计算∏＝∏_c*∏_s；计算O＝[x]K；
进一步地，所述步骤S5中，所述S2和掩藏W的获取方法，包括：
通过所述签名服务端计算∏＝∏_c*∏_s；
通过所述签名服务端计算S2＝[h]N-[y]*N-Y，其中h＝H(2||m||∏)，Y＝[v-1]O；
通过所述签名服务端计算W＝[y]J。
进一步地，所述步骤S6中，所述步骤S6中，所述S1、h和S的获取方法，包括：
计算h＝H(2||m||∏)；
计算S1＝[h]M-[x]M-X，其中，X＝[u-1]W；
计算S＝S1+S2。
本发明还提供一种SM9联合数字签名装置，包括：
分片单元，用于签名客户端获取其标识对应的标识私钥S_A的第一分片子密钥M，其中，所述标识私钥S_A的第二分片子密钥N由所述签名客户端对应的签名服务端获取；其中，密钥生成中心随机选择主密钥，生成系统参数组；
第一生成发送单元，用于生成签名过程使用的预签名∏_c、对所述第一子密钥M的随机掩藏J并和待签名消息m以及所述标识ID_A一起发送到签名服务端；
第一获取单元，用于从签名服务端获得签名过程使用的预签名∏_s、对所述第二子密钥N的随机掩藏K；
第二生成发送单元，用于由所述预签名∏_s和预签名∏_c计算作为联合预签名∏；生成用于通过签名服务端计算以所述第二子密钥N为私钥对所述消息m进行SM9签名第二部分所需的掩藏O,并发送掩藏O到签名服务端；
第二获取单元，用于从签名服务端获得所述联合预签名∏作为联合预签名，所述第二子密钥N作为签名密钥对所述消息m的SM9签名的第二部分S2；
签名输出单元，用于生成以所述联合预签名∏为预签名，所述第一子密钥M作为签名密钥对所述消息m的SM9签名第二部分S1，由S1、S2生成SM9签名第二部分S,以∏作为预签名的证明h，输出完整签名(h,S)；
其中，在第一获取单元或第二获取单元，还用于生成以所述M为私钥对所述m进行SM9签名第二部分所需的掩藏W。
进一步地，所述系统参数组包括<E,e,P1，P2，[s]P1，g＝e(P1，[s]P2),H>，其中，E为椭圆曲线，e代表二元映射e:G1·G2→Gt，G1和G2为椭圆曲线E上的两个点群，G1是一个阶为q的循环群,G2是一个幂为q群，其子群阶为q，q为素数，P1∈G1，P2∈G2，e(P1，[s]P2)＝e(P1,P2)s，主密钥包括s，[s]P1表示s个P1相加，[s]P2表示s个P2相加，H为消息映射函数，用于将比特串映射到[1,q-1]上；
进一步地，所述分片单元，包括：
标识私钥S_A计算模块，用于计算S_A＝[s/(H(1||ID_A)+s)]P1。
进一步地，所述分片单元，包括：
分片子密钥获取模块，用于所述签名客户端随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送N到签名服务端；或者，用于所述签名服务端随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N,发送M到签名客户端；或者，用于所述签名服务端生成秘密kdfs，根据派生函数F，派生a＝F(kdfs，FI)，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1；其中FI包括标识ID_A、请求时间t、请求次数C；F是标准的密钥派生函数KDF、哈希函数或加密函数中的一种，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端；或者，用于利用不同于所述签名客户端和签名服务端的第三方随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端，发送N到签名服务端；或者，用于利用不同于所述签名客户端和签名服务端的第三方生成秘密kdft,根据派生函数F，派生a＝F(kdft，FI)，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端，发送N到签名服务端。
所述分片单元，包括第一生成发送单元，包括：
第一生成模块，用于签名客户端随机生成1<x<q，1<u<q；
第一计算模块，用于计算∏_c＝gx，J＝[u]M。
进一步地，所述第一获取单元，包括：
第二生成模块，用于通过所述签名服务端随机生成1<y<q,1<v<q；
第二计算模块，用于通过所述签名服务端计算∏_s＝gy，K＝[v]N。
进一步地，所述第二生成发送单元，包括：
第三计算模块，用于计算∏＝∏_c*∏_s；
第四计算模块，用于计算O＝[x]K；
进一步地，所述第二获取单元，包括：
第五计算模块，用于通过所述签名服务端计算∏＝∏_c*∏_s；
第六计算模块，用于通过所述签名服务端计算S2＝[h]N-[y]*N-Y，其中h＝H(2||m||∏)，Y＝[v-1]O；
第七计算模块，用于通过所述签名服务端计算W＝[y]J。
进一步地，所述签名输出单元，包括：
第八计算模块，用于计算h＝H(2||m||∏)；
第九计算模块，用于计算S1＝[h]M-[x]M-X，其中，X＝[u-1]W；
第十计算模块，用于计算S＝S1+S2。
本发明的SM9联合数字签名方法和装置，将密钥生成中心生成的标识私钥S_A在签名客户端、签名服务端或第三方中被分割为两个部分——第一子密钥M和第二子密钥N，第一子密钥M和第二子密钥N分别存放到签名客户端和签名服务端这两个实体中，签名客户端和签名服务端分别使用第一子密钥M和第二子密钥N对消息m进行签名后，由签名客户端合成完整的对应S_A的有效签名，签名客户端和签名服务端任意一方的子密钥丢失，都不会影响标识私钥S_A整体的安全性，进而提高数字签名的安全性。
附图说明
图1为本发明一实施例的SM9联合数字签名方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例的SM9联合数字签名方法的过程示意图；
图3为本发明一实施例的SM9联合数字签名装置的结构示意框图；
图4为本发明一实施例的分片单元的结构示意框图；
图5为本发明一实施例的第一生成发送单元的结构示意框图；
图6为本发明一实施例的第一获取单元的结构示意框图；
图7为本发明一实施例的第二生成发送单元的结构示意框图；
图8为本发明一实施例的第二获取单元的结构示意框图；
图9为本发明一实施例的签名输出单元的结构示意框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1和图2，本发明实施例提供一种SM9联合数字签名方法，包括步骤：
S1、签名客户端获取其标识对应的标识私钥S_A的第一分片子密钥M，其中，所述标识私钥S_A的第二分片子密钥N由所述签名客户端对应的签名服务端获取；其中，密钥生成中心随机选择主密钥，生成系统参数组。。
在步骤S1中，上述系统参数组包括<E,e,P1，P2，[s]P1，g＝e(P1，[s]P2),H>，其中，E为椭圆曲线，e代表二元映射e:G1·G2→Gt，G1和G2为椭圆曲线E上的两个点群，G1是一个阶为q的循环群,G2是一个幂为q群，其子群阶为q，q为素数，P1∈G1，P2∈G2，e(P1，[s]P2)＝e(P1,P2)s，主密钥包括s，[s]P1表示s个P1相加，[s]P2表示s个P2相加，H为消息映射函数，用于将比特串映射到[1,q-1]上。
在步骤S1中,上述标识私钥S_A的计算方法，包括：S_A＝[s/(H(1||ID_A)+s)]P1。
在步骤S1中,上述第一子密钥M和第二子密钥N的获取方法，包括：
方法1)、所述签名客户端随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送N到签名服务端；或者，
方法2)、所述签名服务端随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N,发送M到签名客户端；或者，
方法3)、所述签名服务端生成秘密kdfs，根据派生函数F，派生a＝F(kdfs，FI)，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1；其中FI包括标识ID_A、请求时间t、请求次数C；F是标准的密钥派生函数KDF、哈希函数或加密函数中的一种，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端；或者，
方法4)、利用不同于所述签名客户端和签名服务端的第三方随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端，发送N到签名服务端；或者，
方法5)、利用不同于所述签名客户端和签名服务端的第三方生成秘密kdft,根据派生函数F，派生a＝F(kdft，FI)，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端，发送N到签名服务端。
上述第一子密钥M和第二子密钥N，既可以在签名客户端生成然后分片给签名服务端，也可以在签名服务端生成然后分片给签名客户端，还可以通过第三方生成然后分片给签名客户端和签名服务端等。
S2、生成签名过程使用的预签名∏_c、对所述第一子密钥M的随机掩藏J并和待签名消息m以及所述标识ID_A一起发送到签名服务端。
在步骤S2中，上述预签名∏_c和对所述第一子密钥M的随机掩藏J的获取方法，包括：
S21、签名客户端随机生成1<x<q，1<u<q；
S22、计算∏_c＝gx，J＝[u]M。
S3、从签名服务端获得签名过程使用的预签名∏_s、对所述第二子密钥N的随机掩藏K。
在步骤S3中，上述预签名∏_s和对所述第二子密钥N的随机掩藏K的获取方法，包括：
S31、通过所述签名服务端随机生成1<y<q,1<v<q；
S32、通过所述签名服务端计算∏_s＝gy，K＝[v]N。
在步骤S3中，还可以生成以所述M为私钥对所述m进行SM9签名第二部分所需的掩藏W，其中W＝W＝[y]J。
S4、由所述预签名∏_s和预签名∏_c计算作为联合预签名∏；生成用于通过签名服务端计算以所述第二子密钥N为私钥对所述消息m进行SM9签名第二部分所需的掩藏O,并发送掩藏O到签名服务端。
在步骤S4中，上述联合预签名∏和掩藏O的获取方法，包括：
S41、计算∏＝∏_c*∏_s；
S42、计算O＝[x]K。
S5、从签名服务端获得所述联合预签名∏作为联合预签名，所述第二子密钥N作为签名密钥对所述消息m的SM9签名的第二部分S2。
在步骤S5中，上述联合预签名∏、S2的获取方法，包括：
通过所述签名服务端计算∏＝∏_c*∏_s；
通过所述签名服务端计算S2＝[h]N-[y]*N-Y，其中h＝H(2||m||∏)，Y＝[v-1]O；
如果在步骤S3中未生成以所述M为私钥对所述m进行SM9签名第二部分所需的掩藏W，那么可以在步骤S5中生成以所述M为私钥对所述m进行SM9签名第二部分所需的掩藏W，具体方法为：通过所述签名服务端计算W＝[y]J。
S6、生成以所述联合预签名∏为预签名，所述第一子密钥M作为签名密钥对所述消息m的SM9签名第二部分S1，由S1、S2生成SM9签名第二部分S,以∏作为预签名的证明h，输出完整签名(h,S)。
在步骤S6中，上述S1、h和S的获取方法，包括：
S61、计算h＝H(2||m||∏)；
S62、计算S1＝[h]M-[x]M-X，其中，X＝[u-1]W；
S63、计算S＝S1+S2。
本实施例中，上述各掩藏值J、K、O、W作用是安全生成[y]M,[x]N。比如，生成[y]M需要客户端将M的变换传递到签名服务端，因为只有签名服务器知道y。客户端不能直接将M传递给签名服务端，否则M就泄露了。所以客户端使用J＝[u]M进行随机变换。服务端发送W＝[y]J＝[y][u]M,客户端知道u,就可以恢复[y]M。掩藏值K、O的目的和原理相同。
本发明实施例的SM9联合数字签名方法，将密钥生成中心生成的标识私钥S_A在签名客户端、签名服务端或第三方中被分割为两个部分——第一子密钥M和第二子密钥N，第一子密钥M和第二子密钥N分别存放到签名客户端和签名服务端这两个实体中，签名客户端和签名服务端分别使用第一子密钥M和第二子密钥N对消息m进行签名后，由签名客户端合成完整的对应S_A的有效签名，签名客户端和签名服务端任意一方的子密钥丢失，都不会影响标识私钥S_A整体的安全性，进而提高数字签名的安全性。
参照图3，本发明实施例还提供一种SM9联合数字签名装置，其特征在于，包括：
分片单元10，用于签名客户端获取其标识对应的标识私钥S_A的第一分片子密钥M，其中，所述标识私钥S_A的第二分片子密钥N由所述签名客户端对应的签名服务端获取；其中，密钥生成中心随机选择主密钥，生成系统参数组。
上述系统参数组包括<E,e,P1，P2，[s]P1，g＝e(P1，[s]P2),H>，其中，E为椭圆曲线，e代表二元映射e:G1·G2→Gt，G1和G2为椭圆曲线E上的两个点群，G1是一个阶为q的循环群,G2是一个幂为q群，其子群阶为q，q为素数，P1∈G1，P2∈G2，e(P1，[s]P2)＝e(P1,P2)s，主密钥包括s，[s]P1表示s个P1相加，[s]P2表示s个P2相加，H为消息映射函数，用于将比特串映射到[1,q-1]上。
参照图4，上述分片单元10，包括：
标识私钥S_A计算模块11，用于计算S_A＝[s/(H(1||ID_A)+s)]P1；
分片子密钥获取模块12，用于所述签名客户端随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送N到签名服务端；或者，
用于所述签名服务端随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N,发送M到签名客户端；或者，
用于所述签名服务端生成秘密kdfs，根据派生函数F，派生a＝F(kdfs，FI)，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1；其中FI包括标识ID_A、请求时间t、请求次数C；F是标准的密钥派生函数KDF、哈希函数或加密函数中的一种，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端；或者，
用于利用不同于所述签名客户端和签名服务端的第三方随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端，发送N到签名服务端；或者，
用于利用不同于所述签名客户端和签名服务端的第三方生成秘密kdft,根据派生函数F，派生a＝F(kdft，FI)，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端，发送N到签名服务端。
上述第一子密钥M和第二子密钥N，既可以在签名客户端生成然后分片给签名服务端，也可以在签名服务端生成然后分片给签名客户端，还可以通过第三方生成然后分片给签名客户端和签名服务端等。
参照图5，上述第一生成发送单元20，包括：第一生成模块21，用于签名客户端随机生成1<x<q，1<u<q；第一计算模块22，用于计算∏_c＝gx，J＝[u]M。
第一获取单元30，用于从签名服务端获得签名过程使用的预签名∏_s、对所述第二子密钥N的随机掩藏K。
参照图6，上述第一获取单元30，包括：第二生成模块31，用于通过所述签名服务端随机生成1<y<q,1<v<q；第二计算模块32，用于通过所述签名服务端计算∏_s＝gy，K＝[v]N。
第二生成发送单元40，用于由所述预签名∏_s和预签名∏_c计算作为联合预签名∏；生成用于通过签名服务端计算以所述第二子密钥N为私钥对所述消息m进行SM9签名第二部分所需的掩藏O,并发送掩藏O到签名服务端。
参照图7，上述第二生成发送单元40，包括：第三计算模块41，用于计算∏＝∏_c*∏_s；第四计算模块42，用于计算O＝[x]K。
第二获取单元50，用于从签名服务端获得所述联合预签名∏作为联合预签名，所述第二子密钥N作为签名密钥对所述消息m的SM9签名的第二部分S2。
参照图8，上述第二获取单元50，包括：第五计算模块51，用于通过所述签名服务端计算∏＝∏_c*∏_s；第六计算模块52，用于通过所述签名服务端计算S2＝[h]N-[y]*N-Y，其中h＝H(2||m||∏)，Y＝[v-1]O；第七计算模块53，用于通过所述签名服务端计算W＝[y]J。
签名输出单元60，用于生成以所述联合预签名∏为预签名，所述第一子密钥M作为签名密钥对所述消息m的SM9签名第二部分S1，由S1、S2生成SM9签名第二部分S,以∏作为预签名的证明h，输出完整签名(h,S)。
参照图9，上述签名输出单元60，包括：第八计算模块61，用于计算h＝H(2||m||∏)；第九计算模块62，用于计算S1＝[h]M-[x]M-X，其中，X＝[u-1]W；第十计算模块63，用于计算S＝S1+S2。
本实施例中，上述第一获取单元30或第二获取单元50，还用于生成以所述M为私钥对所述m进行SM9签名第二部分所需的掩藏W。
本实施例中，上述各掩藏值J、K、O、W作用是安全生成[y]M,[x]N。比如，生成[y]M需要客户端将M的变换传递到签名服务端，因为只有签名服务器知道y。客户端不能直接将M传递给签名服务端，否则M就泄露了。所以客户端使用J＝[u]M进行随机变换。服务端发送W＝[y]J＝[y][u]M,客户端知道u,就可以恢复[y]M。掩藏值K、O的目的和原理相同。
本发明实施例的SM9联合数字签名装置，将密钥生成中心生成的标识私钥S_A在签名客户端、签名服务端或第三方中被分割为两个部分——第一子密钥M和第二子密钥N，第一子密钥M和第二子密钥N分别存放到签名客户端和签名服务端这两个实体中，签名客户端和签名服务端分别使用第一子密钥M和第二子密钥N对消息m进行签名后，由签名客户端合成完整的对应S_A的有效签名，签名客户端和签名服务端任意一方的子密钥丢失，都不会影响标识私钥S_A整体的安全性，进而提高数值签名的安全性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (18)

1.一种SM9联合数字签名方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、签名客户端获取其标识对应的标识私钥S_A的第一分片子密钥M，其中，所述标识私钥S_A的第二分片子密钥N由所述签名客户端对应的签名服务端获取；其中，密钥生成中心随机选择主密钥，生成系统参数组；
S2、生成签名过程使用的预签名∏_c、对所述第一子密钥M的随机掩藏J并和待签名消息m以及所述标识ID_A一起发送到签名服务端；
S3、从签名服务端获得签名过程使用的预签名∏_s、对所述第二子密钥N的随机掩藏K；
S4、由所述预签名∏_s和预签名∏_c计算作为联合预签名∏；生成用于通过签名服务端计算以所述第二子密钥N为私钥对所述消息m进行SM9签名第二部分所需的掩藏O,并发送掩藏O到签名服务端；
S5、从签名服务端获得所述联合预签名∏作为联合预签名，所述第二子密钥N作为签名密钥对所述消息m的SM9签名的第二部分S2；
S6、生成以所述联合预签名∏为预签名，所述第一子密钥M作为签名密钥对所述消息m的SM9签名第二部分S1，由S1、S2生成SM9签名第二部分S,以∏作为预签名的证明h，输出完整签名(h,S)；
其中，在步骤S3或步骤S5中，生成以所述M为私钥对所述m进行SM9签名第二部分所需的掩藏W。
2.根据权利要求1所述的SM9联合数字签名方法，其特征在于，所述系统参数组包括<E,e,P1，P2，[s]P1，g＝e(P1，[s]P2),H>，其中，E为椭圆曲线，e代表二元映射e:G1·G2→Gt，G1和G2为椭圆曲线E上的两个点群，G1是一个阶为q的循环群,G2是一个幂为q群，其子群阶为q，q为素数，P1∈G1，P2∈G2，e(P1，[s]P2)＝e(P1,P2)s，主密钥包括s，[s]P1表示s个P1相加，[s]P2表示s个P2相加，H为消息映射函数，用于将比特串映射到[1,q-1]上。
3.根据权利要求2所述的SM9联合数字签名方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述标识私钥S_A的计算方法，包括：
S_A＝[s/(H(1||ID_A)+s)]P1。
4.根据权利要求3所述的SM9联合数字签名方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述第一子密钥M和第二子密钥N的获取方法，包括：
方法1)、所述签名客户端随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送N到签名服务端；或者，
方法2)、所述签名服务端随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N,发送M到签名客户端；或者，
方法3)、所述签名服务端生成秘密kdfs，根据派生函数F，派生a＝F(kdfs，FI)，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1；其中FI包括标识ID_A、请求时间t、请求次数C；F是标准的密钥派生函数KDF、哈希函数或加密函数中的一种，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端；或者，
方法4)、利用不同于所述签名客户端和签名服务端的第三方随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端，发送N到签名服务端；或者，
方法5)、利用不同于所述签名客户端和签名服务端的第三方生成秘密kdft,根据派生函数F，派生a＝F(kdft，FI)，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端，发送N到签名服务端。
5.根据权利要求4所述的SM9联合数字签名方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述预签名∏_c和对所述第一子密钥M的随机掩藏J的获取方法，包括：
签名客户端随机生成1<x<q，1<u<q；
计算∏_c＝gx，J＝[u]M。
6.根据权利要求5所述的SM9联合数字签名方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述预签名∏_s和对所述第二子密钥N的随机掩藏K的获取方法，包括：
通过所述签名服务端随机生成1<y<q,1<v<q；
通过所述签名服务端计算∏_s＝gy，K＝[v]N。
7.根据权利要求6所述的SM9联合数字签名方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述联合预签名∏和掩藏O的获取方法，包括：
计算∏＝∏_c*∏_s；计算O＝[x]K。
8.根据权利要求7所述的SM9联合数字签名方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述联合预签名∏、S2和掩藏W的获取方法，包括：
通过所述签名服务端计算∏＝∏_c*∏_s；
通过所述签名服务端计算S2＝[h]N-[y]*N-Y，其中h＝H(2||m||∏)，Y＝[v-1]O；
通过所述签名服务端计算W＝[y]J。
9.根据权利要求8所述的SM9联合数字签名方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述S1、h和S的获取方法，包括：
计算h＝H(2||m||∏)；
计算S1＝[h]M-[x]M-X，其中，X＝[u-1]W；
计算S＝S1+S2。
10.一种SM9联合数字签名装置，其特征在于，包括：
分片单元，用于签名客户端获取其标识对应的标识私钥S_A的第一分片子密钥M，其中，所述标识私钥S_A的第二分片子密钥N由所述签名客户端对应的签名服务端获取；其中，密钥生成中心随机选择主密钥，生成系统参数组；
其中，所述的密钥生成中心随机选择主密钥，生成系统参数组；
第一生成发送单元，用于生成签名过程使用的预签名∏_c、对所述第一子密钥M的随机掩藏J并和待签名消息m以及所述标识ID_A一起发送到签名服务端；
第一获取单元，用于从签名服务端获得签名过程使用的预签名∏_s、对所述第二子密钥N的随机掩藏K；
第二生成发送单元，用于由所述预签名∏_s和预签名∏_c计算作为联合预签名∏；生成用于通过签名服务端计算以所述第二子密钥N为私钥对所述消息m进行SM9签名第二部分所需的掩藏O,并发送掩藏O到签名服务端；
第二获取单元，用于从签名服务端获得所述联合预签名∏作为联合预签名，所述第二子密钥N作为签名密钥对所述消息m的SM9签名的第二部分S2；
签名输出单元，用于生成以所述联合预签名∏为预签名，所述第一子密钥M作为签名密钥对所述消息m的SM9签名第二部分S1，由S1、S2生成SM9签名第二部分S,以∏作为预签名的证明h，输出完整签名(h,S)；
其中，在第一获取单元或第二获取单元，还用于生成以所述M为私钥对所述m进行SM9签名第二部分所需的掩藏W。
11.根据权利要求10所述的SM9联合数字签名装置，其特征在于，所述系统参数组包括<E,e,P1，P2，[s]P1，g＝e(P1，[s]P2),H>，其中，E为椭圆曲线，e代表二元映射e:G1·G2→Gt，G1和G2为椭圆曲线E上的两个点群，G1是一个阶为q的循环群,G2是一个幂为q群，其子群阶为q，q为素数，P1∈G1，P2∈G2，e(P1，[s]P2)＝e(P1,P2)s，主密钥包括s，[s]P1表示s个P1相加，[s]P2表示s个P2相加，H为消息映射函数，用于将比特串映射到[1,q-1]上。
12.根据权利要求11所述的SM9联合数字签名装置，其特征在于，所述分片单元，包括：
标识私钥S_A计算模块，用于计算S_A＝[s/(H(1||ID_A)+s)]P1。
13.根据权利要求12所述的SM9联合数字签名装置，其特征在于，所述分片单元，包括：
分片子密钥获取模块，用于所述签名客户端随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送N到签名服务端；或者，用于所述签名服务端随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N,发送M到签名客户端；或者，用于所述签名服务端生成秘密kdfs，根据派生函数F，派生a＝F(kdfs，FI)，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1；其中FI包括标识ID_A、请求时间t、请求次数C；F是标准的密钥派生函数KDF、哈希函数或加密函数中的一种，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端；或者，用于利用不同于所述签名客户端和签名服务端的第三方随机生成G1中的一个元素N，随机生成1<a<q，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端，发送N到签名服务端；或者，用于利用不同于所述签名客户端和签名服务端的第三方生成秘密kdft,根据派生函数F，派生a＝F(kdft，FI)，计算N＝[a]P1或N＝[a][s]P1，计算M＝S_A-N，发送M到签名客户端，发送N到签名服务端。
14.根据权利要求13所述的SM9联合数字签名装置，其特征在于，第一生成发送单元，包括：
第一生成模块，用于签名客户端随机生成1<x<q，1<u<q；
第一计算模块，用于计算∏_c＝gx，J＝[u]M。
15.根据权利要求14所述的SM9联合数字签名装置，其特征在于，所述第一获取单元，包括：
第二生成模块，用于通过所述签名服务端随机生成1<y<q,1<v<q；
第二计算模块，用于通过所述签名服务端计算∏_s＝gy，K＝[v]N。
16.根据权利要求15所述的SM9联合数字签名装置，其特征在于，所述第二生成发送单元，包括：
第三计算模块，用于计算∏＝∏_c*∏_s；
第四计算模块，用于计算O＝[x]K。
17.根据权利要求16所述的SM9联合数字签名装置，其特征在于，所述第二获取单元，包括：
第五计算模块，用于通过所述签名服务端计算∏＝∏_c*∏_s；
第六计算模块，用于通过所述签名服务端计算S2＝[h]N-[y]*N-Y，其中h＝H(2||m||∏)，Y＝[v-1]O；
第七计算模块，用于通过所述签名服务端计算W＝[y]J。
18.根据权利要求17所述的SM9联合数字签名装置，其特征在于，所述签名输出单元，包括：
第八计算模块，用于计算h＝H(2||m||∏)；
第九计算模块，用于计算S1＝[h]M-[x]M-X，其中，X＝[u-1]W；
第十计算模块，用于计算S＝S1+S2。
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