國密算法的一些簡單學(xué)習(xí)

1:國密算法是什么?

國密算法是我國自主研發(fā)創(chuàng)新的一套數(shù)據(jù)加密處理系列算法峡捡。從SM1-SM4分別實(shí)現(xiàn)了對稱、非對稱么鹤、摘要等算法功能终娃。
SM1 為對稱加密味廊;
SM2為非對稱加密蒸甜,基于ECC棠耕;
SM3 消息摘要;
SM4 對稱加密柠新;

2:SM2的學(xué)習(xí)-數(shù)字簽名

先了解幾個(gè)東西

ECC: 橢圓曲線算法窍荧。
數(shù)字簽名:由一個(gè)簽名者對數(shù)據(jù)產(chǎn)生數(shù)字簽名,并由一個(gè)驗(yàn)證者驗(yàn)證簽名的可靠性恨憎。每個(gè)簽名 者有一個(gè)公鑰和一個(gè)私鑰蕊退,其中私鑰用于產(chǎn)生簽名,驗(yàn)證者用簽名者的公鑰驗(yàn)證簽名憔恳。在簽名的生成 過程之前瓤荔,要用密碼雜湊函數(shù)對M (包含ZA和待簽消息M)進(jìn)行壓縮;在驗(yàn)證過程之前,要用密碼雜 湊函數(shù)對M′(包含ZA和驗(yàn)證消息M′)進(jìn)行壓縮钥组。
詳細(xì)可參考《國密算法SM2橢圓曲線公鑰密碼算法》
下面來看一下數(shù)字簽名的過程:
準(zhǔn)備工作:計(jì)算用戶的ZA值(橢圓曲線方程參數(shù)a输硝、b、G的 坐標(biāo)xG程梦、yG 和PA的坐標(biāo)xA点把、yA的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為比特串,ZA=H256(ENTLA ∥ IDA ∥ a ∥ b ∥ xG ∥ yG ∥xA ∥yA)屿附。)
A1:置M=ZA ∥ M;
A2:計(jì)算e = Hv(M)郎逃,國密算法第1部分4.2.3和4.2.2給出的細(xì)節(jié)將e的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為整數(shù);
A3:用隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)k ∈[1,n-1];
A4:計(jì)算橢圓曲線點(diǎn)(x1,y1)=[k]G,國密算法第1部分4.2.7給出的細(xì)節(jié)將x1的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為整
數(shù);
A5:計(jì)算r=(e+x1) modn挺份,若r=0或r+k=n則返回A3;
A6:計(jì)算s = ((1 + dA)?1 · (k ? r · dA)) modn褒翰,若s=0則返回A3;

A7:按本文本第1部分4.2.1給出的細(xì)節(jié)將r、s的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為字節(jié)串匀泊,消息M 的簽名為(r,s)影暴。

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數(shù)字簽名的驗(yàn)證算法:
B1:檢驗(yàn)r′ ∈[1,n-1]是否成立,若不成立則驗(yàn)證不通過;
B2:檢驗(yàn)s′ ∈[1,n-1]是否成立探赫,若不成立則驗(yàn)證不通過;
B3:置M′=ZA ∥ M′;
B4:計(jì)算e′ = Hv(M′)型宙,國密算法文檔第1部分4.2.3和4.2.2給出的細(xì)節(jié)將e′的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為整數(shù);
B5:按本文本第1部分4.2.2給出的細(xì)節(jié)將r′、s′的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為整數(shù)伦吠,計(jì)算t = (r′ + s′) modn妆兑, 若t = 0,則驗(yàn)證不通過;
B6:計(jì)算橢圓曲線點(diǎn)(x′1, y1′ )=[s′]G + [t]PA;
B7:按本文本第1部分4.2.7給出的細(xì)節(jié)將x′1的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換為整數(shù)毛仪,計(jì)算R = (e′ + x′1) modn搁嗓,檢 驗(yàn)R=r′是否成立,若成立則驗(yàn)證通過;否則驗(yàn)證不通過箱靴。

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接下來就是對于給的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行代碼分析(本文所用代碼是從Github大佬下載的腺逛,然后學(xué)習(xí)的,本著學(xué)習(xí)的精神來的衡怀,如果有合適的棍矛,請大佬賜教)
Fp 上的橢圓曲線數(shù)字簽名
橢圓曲線方程為:y2 = x3 + ax + b
Fp -256 下面是一些參數(shù):直接上圖安疗。
屏幕快照 2018-12-20 下午2.29.55.png

下面是參數(shù)輸入
屏幕快照 2018-12-20 下午2.32.41.png

預(yù)處理 (ENTLA )
屏幕快照 2018-12-20 下午2.34.57.png

雜湊值ZA=H256(ENTLA ∥IDA ∥a∥b∥xG ∥yG ∥xA ∥yA)。
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得到摘要
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獲取隨機(jī)值K
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基于libtommath函數(shù)的實(shí)現(xiàn)
libtommath是一個(gè)大數(shù)算法庫.這個(gè)C語言的函數(shù)庫非常牛X可以實(shí)現(xiàn)多種算法够委。感興趣的可以去學(xué)習(xí)https://github.com/libtom/libtommath荐类。
可以驗(yàn)證算法文檔給出的實(shí)例。
代碼項(xiàng)目作者simonpang/steven.psm@gmail.com茁帽;感謝libtommath作者及goldbar :)
站在大佬的肩膀上學(xué)習(xí)真香玉罐。鳴謝。

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