┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      视频会议业务层                           │
├──────────────────────┬───────────────────────────────────────┤
│  信令面（SIP/HTTPS）  │           媒体面（SRTP/SRTCP）          │
│  TLS 1.3 + 国密套件   │        SM4-GCM + SM3-KDF              │
├──────────┬───────────┼──────────────┬────────────────────────┤
│  网关/SBC │ 会议服务器 │   MCU/SFU    │      终端 SDK          │
└──────────┴───────────┴──────────────┴────────────────────────┘
         ▲              ▲              ▲
         │  统一密钥管理平台（KMS）   │
         │  SM2 证书签发 / SM2-KEM 密钥分发 / SM3 完整性校验 │
         └──────────────┬──────────────┘
                        ▼
              ┌─────────────────────┐
              │  国密硬件模块（HSM） │
              │  FIPS 140-2 Level 3 │
              └─────────────────────┘

# 1. 生成 SM2 根 CA（GMSSL 3.0+）
gmssl genpkey -algorithm SM2 -out sm2_root.key
gmssl req -new -key sm2_root.key -out sm2_root.csr -subj "/CN=VideoConf Root CA/O=Example Corp/C=CN"
gmssl x509 -req -in sm2_root.csr -signkey sm2_root.key -out sm2_root.crt -days 3650 
  -extensions v3_ca -extfile <(echo -e "basicConstraints=critical,CA:TRUEnkeyUsage=critical,keyCertSign,cRLSign")

# 2. 签发服务器/客户端证书（含 OCSP Stapling 扩展）
gmssl x509 -req -in server.csr -CA sm2_root.crt -CAkey sm2_root.key -CAcreateserial 
  -out server.crt -days 825 -sha256 -extfile server_ext.cnf

subjectAltName=DNS:conf.example.com,IP:203.0.113.10
extendedKeyUsage=serverAuth,clientAuth
authorityInfoAccess=OCSP;URI:http://ocsp.example.com
crlDistributionPoints=URI:http://crl.example.com/root.crl

ssl_protocols TLSv1.3;
ssl_ciphers TLS_SM4_GCM_SM3:TLS_SM4_CCM_SM3;
ssl_certificate /etc/ssl/sm2/server.crt;
ssl_certificate_key /etc/ssl/sm2/server.key;
ssl_ecdh_curve SM2;          # 强制曲线
ssl_conf_command Options PrioritizeChaCha;  # 禁用非国密曲线
ssl_stapling on;
ssl_stapling_verify on;
resolver 223.5.5.5 114.114.114.114 valid=300s;

openssl s_client -connect conf.example.com:443 -tls1_3 -ciphersuites TLS_SM4_GCM_SM3 -servername conf.example.com -status
# 预期输出：Cipher    : TLS_SM4_GCM_SM3
#           Server public key is 256 bit (SM2)

// SRTP 保护配置结构体（伪代码）
typedef struct {
    srtp_profile_t profile;        // SRTP_SM4_GCM_128 (0x0080)
    uint8_t master_key[16];        // 128-bit
    uint8_t master_salt[12];       // 96-bit，用于 GCM IV 构造
    uint32_t kdr;                  // 密钥导出速率，建议 0（不分片）
    uint8_t mki_len;               // MKI 长度，建议 0（隐式索引）
    srtp_auth_type_t auth_tag_len; // 16 字节
} srtp_policy_sm4_gcm_t;

def sm3_kdf(label: bytes, context: bytes, key_len: int) -> bytes:
    """
    label: "SRTP" 或 "SRTCP"
    context: session_id (4B) + master_salt (12B) + index (4B)
    """
    counter = 1
    output = b""
    while len(output) < key_len:
        data = label + b"x00" + context + counter.to_bytes(4, 'big')
        output += sm3_hash(data)
        counter += 1
    return output[:key_len]

Master Key  = 0xE1F9... (16B)
Master Salt = 0xA3B2... (12B)
Index       = 0x00000001
Label       = "SRTP"
期望加密密钥 = 0x3F2A... (16B)
期望认证密钥 = 0x9C7E... (16B)
期望 Salt    = 0x5D8F... (12B)

sequenceDiagram
    participant A as 发起端
    participant K as KMS
    participant B as 接收端
    A->>K: Request SessionKey (ConfID, Alg=SM4_GCM_128)
    K->>K: 生成 MK(16B) + Salt(12B)
    K->>A: SM2-Encrypt(PubKey_A, MK||Salt||Expire)
    K->>B: SM2-Encrypt(PubKey_B, MK||Salt||Expire)
    A->>B: INVITE (SDP a=crypto:1 SM4_GCM_128 inline:KeyID|Salt)
    B->>K: 解密获取 MK/Salt → 本地导出 SRTP Key

# 信令层国密握手成功率
sum(rate(tls_handshake_total{cipher=~"TLS_SM4.*",result="success"}[5m]))
/
sum(rate(tls_handshake_total[5m]))

# 媒体层解密失败率
sum(rate(srtp_decrypt_errors_total[5m]))
/
sum(rate(srtp_packets_received_total[5m]))

# KMS 密钥分发 P99 延迟
histogram_quantile(0.99, rate(kms_key_distribute_latency_seconds_bucket[5m]))

# Nginx 分流策略：基于 SNI 或 ClientHello 扩展识别
map $ssl_server_name $gmtls_backend {
    ~^gm.conf.example.com$  gm_cluster;      # 强制国密入口
    ~^intl.conf.example.com$ intl_cluster;   # 国际标准入口
    default                    auto_cluster;    # 自动协商入口
}

upstream auto_cluster {
    # 后端网关需支持 TLS 1.3 Dual-Stack：同时监听两组 Cipher Suites
    server 10.0.1.10:5061;  # 支持 TLS_SM4_GCM_SM3 + TLS_AES_256_GCM_SHA384
}

# 发起端 SDP Offer：按优先级排序
m=video 5004 RTP/SAVPF 96 97
a=crypto:1 SM4_GCM_128 inline:Base64(MK|Salt)  # 国密优先
a=crypto:2 AES_CM_128_HMAC_SHA1_80 inline:Base64(MK|Salt)  # 回退
a=rtpmap:96 H264/90000
a=rtpmap:97 VP8/90000

[网卡 RX Ring] --(DPDK rte_ring)--> [解密 Worker (SM4-GCM-NI)] --(共享内存 mbuf)--> [混音/转码] --(mbuf)--> [加密 Worker] --> [网卡 TX Ring]

// eBPF 程序：挂载 kprobe/uprobe 于 SSL_write / srtp_protect
SEC("uprobe/SSL_write")
int trace_tls_cipher(struct pt_regs *ctx) {
    SSL *ssl = (SSL *)PT_REGS_PARM1(ctx);
    const SSL_CIPHER *cipher = SSL_get_current_cipher(ssl);
    if (cipher) {
        u32 cid = SSL_CIPHER_get_id(cipher);
        // 仅记录非国密套件告警
        if (cid != 0x00C5 && cid != 0x00C6) { // TLS_SM4_GCM_SM3, TLS_SM4_CCM_SM3
            bpf_perf_event_output(ctx, &events, BPF_F_CURRENT_CPU, &cid, sizeof(cid));
        }
    }
    return 0;
}

// SFrame Cipher Suite 注册 (参考 RFC 9605 / IETF SFrame WG)
{
  "cipher_suite": 0x8001,  // 私有范围
  "name": "SM4_GCM_128_SHA256_KDF",
  "aead": "SM4_GCM_128",
  "hash": "SM3",
  "key_derivation": "HKDF-SM3",
  "key_length": 16,
  "salt_length": 12,
  "tag_length": 16
}

MLS Epoch Secret (SM2-KEM 协商)
   │
   ├── SFrame Base Key (per sender)  ← HKDF-SM3(Label="sframe base key")
   │       │
   │       └── Per-Frame Key = HKDF-SM3(Base Key, Label="frame", Context=CTR)
   │
   └── SFrame Metadata Key (可选)   ← HKDF-SM3(Label="sframe metadata key")

# 视频会议系统商用密码应用方案设计书 v2.0

## 1. 系统分级定级结论
- 系统等级：第三级（等保三级）
- 密码应用等级：第三级（商密三级）
- 定级备案编号：xxxx-xxxx-xxxx

## 2. 总体密码架构设计
- 2.1 逻辑架构图（含密码边界红框）
- 2.2 物理部署拓扑（HSM 机柜位、KMS 双活机房、网关旁路/串联模式）
- 2.3 密码服务调用链路图（序列图：终端→网关→KMS→HSM→MCU）

## 3. 密钥管理体系设计（重中之重）
- 3.1 密钥分类分级表（根密钥/传输密钥/会话密钥/数据加密密钥）
- 3.2 密钥全生命周期流程图（7 状态+转移条件+操作角色+审计要求）
- 3.3 密钥派生树（Master Key → SRTP Key → SFrame Base Key → Frame Key）
- 3.4 密钥备份恢复策略（分片备份、阈值门限、异地存放）

## 4. 通信层密码保护设计
- 4.1 信令层：TLS 1.3 国密套件配置表、证书策略、OCSP/CRL 部署
- 4.2 媒体层：SRTP Profile 选型、SDES/DTLS-SRTP 双模参数、重放窗口配置
- 4.3 管理层：SSH/SNMPv3/HTTPS 运维通道国密化

## 5. 业务数据存储加密设计
- 5.1 录制文件加密：SM4-GCM 分片加密 + 索引元数据 SM3 完整性树
- 5.2 数据库敏感字段：列级加密（SM4-CBC + SM3 MAC）+ 密钥轮换策略
- 5.3 日志审计存储：WORM 存储 + SM3 哈希链防篡改

## 6. 密码设备与模块选型清单
- 6.1 服务器密码机（HSM）型号、数量、FIPS/国密认证证书编号
- 6.2 密钥管理系统（KMS）版本、集群模式、高可用指标
- 6.3 终端 SDK 加密模块版本、白盒密钥白盒测试报告编号

## 7. 安全管理与运维规范
- 7.1 密码操作人员分工（密码管理员/密码操作员/审计员）权限矩阵
- 7.2 密钥导入导出双人双锁操作规程（SOP）
- 7.3 密码应用变更管理流程（算法升级、证书更换、设备扩容）

## 8. 附件
- A. 源码密码调用审计清单（自动化工具导出 CSV）
- B. 测试向量对齐报告（GM/T 0120 附录 C / RFC 3711 Test Vectors）
- C. 第三方组件合规白名单（FFmpeg、libSRTP、OpenSSL 等版本锁定表）

template<typename Cipher>
concept AEADCipher = requires(Cipher c, span<const uint8_t> key, span<const uint8_t> nonce,
                              span<const uint8_t> aad, span<const uint8_t> pt, span<uint8_t> ct) {
    { Cipher::key_size() } -> std::convertible_to<size_t>;
    { Cipher::nonce_size() } -> std::convertible_to<size_t>;
    { Cipher::tag_size() } -> std::convertible_to<size_t>;
    { c.encrypt(key, nonce, aad, pt, ct) } -> std::same_as<size_t>; // 返回密文长度
    { c.decrypt(key, nonce, aad, ct, pt) } -> std::same_as<bool>;   // 返回验证结果
};

// 当前实现
struct SM4_GCM_128 { static constexpr size_t key_size() { return 16; } /* ... */ };

// 未来无缝切换
struct KYBER_768_AES256_GCM { /* PQC KEM + 对称加密混合模式 */ };

// 业务代码零修改
template<AEADCipher Cipher>
class SrtpSession {
    Cipher cipher_;
    // ...
};