java - SHA1 和 RSA 与 java.security.Signature 对比 MessageDigest 和 Cipher

Question

我试图了解 Java java.security.Signature 类的作用。如果我计算一个 SHA1 消息摘要，然后使用 RSA 加密该摘要，我会得到与要求 Signature 类签署相同内容不同的结果:

// Generate new key
KeyPair keyPair = KeyPairGenerator.getInstance("RSA").generateKeyPair();
PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
String plaintext = "This is the message being signed";

// Compute signature
Signature instance = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
instance.initSign(privateKey);
instance.update((plaintext).getBytes());
byte[] signature = instance.sign();

// Compute digest
MessageDigest sha1 = MessageDigest.getInstance("SHA1");
byte[] digest = sha1.digest((plaintext).getBytes());

// Encrypt digest
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
byte[] cipherText = cipher.doFinal(digest);

// Display results
System.out.println("Input data: " + plaintext);
System.out.println("Digest: " + bytes2String(digest));
System.out.println("Cipher text: " + bytes2String(cipherText));
System.out.println("Signature: " + bytes2String(signature));

结果(例如):

Input data: This is the message being signed
Digest: 62b0a9ef15461c82766fb5bdaae9edbe4ac2e067
Cipher text: 057dc0d2f7f54acc95d3cf5cba9f944619394711003bdd12...
Signature: 7177c74bbbb871cc0af92e30d2808ebae146f25d3fd8ba1622...

我一定对 Signature 正在做的事情有一个根本性的误解 - 我已经对其进行了跟踪，它似乎正在对 MessageDigest 对象调用更新，其中如我所料，算法设置为 SHA1，然后获取摘要，然后进行加密。是什么导致结果不同？

编辑:

Leonidas 让我检查签名方案是否应该按照我的想法去做。 RFC 中定义了两种类型的签名。 :

• RSASSA-PKCS1-v1_5
• RSASSA-PSS

first of these (PKCS1)是我上面描述的那个。它使用哈希函数创建摘要，然后使用私钥对结果进行加密。

second algorithm使用随机盐值，更安全但不确定。如果重复使用相同的 key ，上面代码产生的签名不会改变，所以我认为它不可能是PSS。

编辑:

这是我使用的 bytes2string 方法:

private static String bytes2String(byte[] bytes) {
    StringBuilder string = new StringBuilder();
    for (byte b : bytes) {
        String hexString = Integer.toHexString(0x00FF & b);
        string.append(hexString.length() == 1 ? "0" + hexString : hexString);
    }
    return string.toString();
}

Answer 1

好的，我已经弄清楚发生了什么。 Leonidas 是对的，它不仅仅是被加密的哈希(在 Cipher 类方法的情况下)，它是与摘要连接的哈希算法的 ID:

  DigestInfo ::= SEQUENCE {
      digestAlgorithm AlgorithmIdentifier,
      digest OCTET STRING
  }

这就是 Cipher 和 Signature 的加密方式不同的原因。