实验十数字签名实验

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1、-实验七数字签名实验【实验内容】通过运算器工具完成RSA-PKCS签名算法、DSA签名算法和ECC签名算法的签名和验证；对RSA签名算法、ELGAMAL签名算法、DSA签名算法和ECC签名算法进行扩展实验；对RSA签名生成、RSA签名验证、DSA参数生成、DSA密钥生成、DSA签名生成、DSA签名验证、ECC密钥生成、ECC签名生成、ECC签名验证等进行算法跟踪【实验原理】数字签名是针对数字文档的一种签名确认方法，目的是对数字对象的合法性、真实性进行标记，并提供签名者的承诺。数字签名应具有与数字对象一一对应的关系，即

2、签名的精确性；数字签名应基于签名者的唯一特征，从而确定签名的不可伪造性和不可否认性，即签名的唯一性；数字签名应具有时间特征，从而防止签名的重复使用，即签名的时效性。数字签名的执行方式分为直接方式和可仲裁方式。一、RSA-PKCS签名算法公钥密码标准(PKCS)最初是为推进公钥密码系统的互操作性，由RSA实验室与工业界、学术界和政府代表合作开发的。在RSA带领下，PKCS的研究随着时间不断发展，它涉及了不断发展的PKI格式标准、算法和应用程序接口。PKCS标准提供了基本的数据格式定义和算法定义，它们实际是今天所有PKI

3、实现的基础。其中PKCS#1定义了RSA公钥函数的基本格式标准，特别是数字签名；它定义了数字签名如何计算，包括待签名数据和签名本身的格式；也定义了RSA公/私钥的语法。RSA-PKCS签名算法基于RSA算法，被用于签署X.509/PEM证书、CRL、PKCS#6扩展证书以及其它使用数字签名的对象，例如X.401消息环。RSA-PKCS签名算法的签名过程包括4个步骤：消息散列，数据编码，RSA加密和8位字节串到位串的转换；签名过程的输入是一个8位字节串M(即消息)和签名者的私人密钥；其输出是一个位串S(即签名)；验证过

4、程包括四个步骤：位串到字节串的转换，RSA解密，数据解码，消息散列和比较；验证过程的输入是字节串M(即消息)、签名者的公钥、位串S(即签名)；其输出是验证成功或失败的标记号。RSA-PKCS签名算法的具体算法描述可参见RFC-2313:PKCS#1RSAv1.5加密标准。二、ELGAMAL签名算法选p是一个大素数，p-1有大素数因子，a是一个模p的本原元，将p和a公开。用户随机地选择一个整数x作为自己的秘密的解密钥，，计算，取y为自己的公开的加密钥。公开参数p和a。(1)产生签名设用户A要对明文消息m加签名，，其签名

5、过程如下：①用户A随机地选择一个整数k，，且(k,p-1)=1；②计算.---③计算④取(r,s)作为m的签名，并以的形式发送给用户B。(1)验证签名用户B验证是否成立，若成立则签名为真，否则签名为假。一、DSA签名算法数字签名标准(DigitalSignatureStandard,DSS)是由美国国家标准技术研究所(NIST)于1994年正式公布的联邦信息处理标准FIPSPUB186。DSS目前新增了基于RSA和ECC的数字签名算法，但是最初只支持DSA(DigitalSignatureAlgorit

6、hm)数字签名算法，该算法是ElGamal签名算法的改进，安全性基于计算离散对数的难度。DSA算法由美国国家安全局NSA指导设计，用来提供唯一的数字签名函数；它虽然是一种公钥技术，但是只能用于数字签名。DSA中规定了使用安全散列算法(SHA-1)，将消息生成固定长度的散列值，与一随机数k一起作为签名函数的输入；签名函数还需使用发送方的密钥x和供所有用户使用的全局公开密钥分量(p,q,g)，产生的两个输出(r,s)即为消息的签名。接收方收到消息后再产生出消息的散列值，将散列值与收到签名中的s一起输入验证函数；验证函数还

7、需输入全局公开密钥分量(p,q,g)和发送方的公钥y，产生的输出若与收到的签名中的r相同，则验证了签名是有效的。DSA的具体算法描述如下：(一)DSA的参数(1)全局公开密钥分量(p,q,g)，可以为一组用户公用：P是一个满足2L-1

8、容易，但给定y计算x是离散对数问题，被认为在计算上是安全的。(4)用户为待签名消息选取的秘密数kk为随机或伪随机的整数，要求0