整体架构分三层（如图1）：
l 接口层：提供对外接口以完成SM9功能。主要分为：
n 系统接口：主要完成KGC参与的工作。
n 功能接口：主要完成KGC不参与的工作。
l SM9功能层：提供SM9的功能模块。主要分成：
n 主密钥生成：KGC公私钥的生成。
n 用户密钥生成：生成用户私钥，用户公钥任意设定。
n 加密和解密。
n 签名和验签。
n 密钥协商。
l 底层模块：为完成SM9功能所需的各种模块。
n 核心模块：大整数运算、椭圆曲线运算和配对运算是其中最重要也是最核心的模块，将是本次开发的难点和重点。特别是配对模块，是SM9的特色。
n 密钥导出函数KDF、H1、H2、SM3为密码辅助函数。
n 随机数生成器PRN。
图1 整体架构
主密钥生成
数字签名
密钥交换
加解密/封装
主私钥
s∈[1, N−1]
s∈[1, N−1]
s∈[1, N−1]
主私钥长
L
L
L
主公钥
Ppub=[s]P2∈G2
Ppub=[s]P1∈G1
Ppub=[s]P1∈G1
主公钥长
4L（E(Fq2)点）
2L（E(Fq)点）
2L（E(Fq)点）
私钥生成函数识别符
hid,一个字节
hid,一个字节
hid,一个字节
调用库
EC- E(Fq2)
EC- E(Fq)
EC- E(Fq)
异
同
同
用户公私钥生成
数字签名
密钥交换
加解密/封装
主私钥
s∈[1, N−1]
s∈[1, N−1]
s∈[1, N−1]
主私钥长
L
L
L
用户公钥
用户标识IDA
用户标识IDA
用户标识IDA
用户公钥长
任意长度
任意长度
任意长度
用户私钥
dA∈G1，
t1=H1(IDA||hid, N)+s mod N，
t2=s×t1-1 mod N
dA=[t2]P1
dA∈G2，
t1=H1(IDA||hid, N)+s mod N，
t2=s×t1-1 mod N
dA=[t2]P2
dA∈G2，
t1=H1(IDA||hid, N)+s mod N，
t2=s×t1-1 mod N
dA=[t2]P2
用户私钥长
2L（E(Fq)点）
4L（E(Fq2)点）
4L（E(Fq2)点）
异
同
同
