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我正在尝试学习一些围棋和区 block 链……从 ECDSA 签名开始。为了弄清楚如何测试我是否有一个正确工作的 ECDSA 签名的 Go 实现,我想我会尝试在 Java 中创建一个类似的版本并比较结果,看看我是否能让它们匹配。
所以 Java 尝试:
public static void main(String[] args) throws Exception {
//the keys below are previously generated with "generateKey();" and base64 encoded
generateKey();
String privStr = "MEECAQAwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcEJzAlAgEBBCAQ7bMVIcWr9NpSD3hPkns5C0qET87UvyY5WI6UML2p0Q==";
String pubStr = "MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAES8VdACZT/9u1NmaiQk0KIjEXxiaxms74nu/ps6bP0OvYMIlTdIWWU2s35LEKsNJH9u5QM2ocX53BPjwbsENXJw==";
PrivateKey privateKey = base64ToPrivateKey(privStr);
PublicKey publicKey = base64ToPublicKey(pubStr);
String str = "This is string to sign";
byte[] signature = signMsg(str, privateKey);
boolean ok = verifySignature(publicKey, str, signature);
System.out.println("signature ok:" + ok);
String privHex = getPrivateKeyAsHex(privateKey);
}
public static byte[] signMsg(String msg, PrivateKey priv) throws Exception {
Signature ecdsa = Signature.getInstance("SHA1withECDSA");
ecdsa.initSign(priv);
byte[] strByte = msg.getBytes("UTF-8");
ecdsa.update(strByte);
byte[] realSig = ecdsa.sign();
//the printed signature from here is what is used in the Go version (hex string)
System.out.println("Signature: " + new BigInteger(1, realSig).toString(16));
return realSig;
}
//https://stackoverflow.com/questions/30175149/error-when-verifying-ecdsa-signature-in-java-with-bouncycastle
private static boolean verifySignature(PublicKey pubKey, String msg, byte[] signature) throws Exception {
byte[] message = msg.getBytes("UTF-8");
Signature ecdsa = Signature.getInstance("SHA1withECDSA");
ecdsa.initVerify(pubKey);
ecdsa.update(message);
return ecdsa.verify(signature);
}
public static String generateKey() throws Exception {
KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("EC");
SecureRandom random = SecureRandom.getInstance("SHA1PRNG");
keyGen.initialize(256, random); //256 bit key size
KeyPair pair = keyGen.generateKeyPair();
PrivateKey priv = pair.getPrivate();
ECPrivateKey ePriv = (ECPrivateKey) priv;
PublicKey pub = pair.getPublic();
//https://stackoverflow.com/questions/5355466/converting-secret-key-into-a-string-and-vice-versa
String encodedPrivateKey = Base64.getEncoder().encodeToString(priv.getEncoded());
byte[] pubEncoded = pub.getEncoded();
String encodedPublicKey = Base64.getEncoder().encodeToString(pubEncoded);
System.out.println(encodedPrivateKey);
System.out.println(encodedPublicKey);
return encodedPrivateKey;
}
public static PrivateKey base64ToPrivateKey(String encodedKey) throws Exception {
byte[] decodedKey = Base64.getDecoder().decode(encodedKey);
return bytesToPrivateKey(decodedKey);
}
public static PrivateKey bytesToPrivateKey(byte[] pkcs8key) throws GeneralSecurityException {
PKCS8EncodedKeySpec spec = new PKCS8EncodedKeySpec(pkcs8key);
KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance("EC");
PrivateKey privateKey = factory.generatePrivate(spec);
return privateKey;
}
public static PublicKey base64ToPublicKey(String encodedKey) throws Exception {
byte[] decodedKey = Base64.getDecoder().decode(encodedKey);
return bytesToPublicKey(decodedKey);
}
public static PublicKey bytesToPublicKey(byte[] x509key) throws GeneralSecurityException {
X509EncodedKeySpec spec = new X509EncodedKeySpec(x509key);
KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance("EC");
PublicKey publicKey = factory.generatePublic(spec);
return publicKey;
}
//https://stackoverflow.com/questions/40552688/generating-a-ecdsa-private-key-in-bouncy-castle-returns-a-public-key
private static String getPrivateKeyAsHex(PrivateKey privateKey) {
ECPrivateKey ecPrivateKey = (ECPrivateKey) privateKey;
byte[] privateKeyBytes = ecPrivateKey.getS().toByteArray();
System.out.println("S:"+ecPrivateKey.getS());
String hex = bytesToHex(privateKeyBytes);
System.out.println("Private key bytes: " + Arrays.toString(privateKeyBytes));
System.out.println("Private key hex: " + hex);
return hex;
}
private final static char[] hexArray = "0123456789ABCDEF".toCharArray();
public static String bytesToHex(byte[] bytes) {
char[] hexChars = new char[bytes.length * 2];
for (int j = 0 ; j < bytes.length ; j++) {
int v = bytes[j] & 0xFF;
hexChars[j * 2] = hexArray[v >>> 4];
hexChars[j * 2 + 1] = hexArray[v & 0x0F];
}
return new String(hexChars);
}
用 Java 进行签名和验证工作得很好。当然易于配置,因为它们都是相同的库、参数和所有内容。
为了在 Go 中验证相同的签名,我尝试了:
func TestSigning(t *testing.T) {
privKey := hexToPrivateKey("10EDB31521C5ABF4DA520F784F927B390B4A844FCED4BF2639588E9430BDA9D1")
pubKey := privKey.Public()
sig := "3045022071f06054f450f808aa53294d34f76afd288a23749628cc58add828e8b8f2b742022100f82dcb51cc63b29f4f8b0b838c6546be228ba11a7c23dc102c6d9dcba11a8ff2"
sigHex, _ := hex.DecodeString(sig)
ePubKey := pubKey.(*ecdsa.PublicKey)
ok := verifyMySig(ePubKey, "This is string to sign", sigHex)
println(ok)
}
func verifyMySig(pub *ecdsa.PublicKey, msg string, sig []byte) bool {
r := new(big.Int).SetBytes(sig[:len(sig)/2])
s := new(big.Int).SetBytes(sig[len(sig)/2:])
return ecdsa.Verify(pub, []byte(msg), r, s)
}
func hexToPrivateKey(hexStr string) *ecdsa.PrivateKey {
bytes, _ := hex.DecodeString(hexStr)
k := new(big.Int)
k.SetBytes(bytes)
println("k:")
fmt.Println(k.String())
priv := new(ecdsa.PrivateKey)
curve := elliptic.P256()
priv.PublicKey.Curve = curve
priv.D = k
priv.PublicKey.X, priv.PublicKey.Y = curve.ScalarBaseMult(k.Bytes())
return priv
}
最初,我尝试将 Java 中的私钥导出为 base64 编码的字符串,然后将其导入到 Go 中。但是我不知道如何让 Go 以 Java 存储的格式加载 key if (X509EncodedKeySpec)。因此,我尝试通过这种方式仅复制私钥的大整数,并从中生成公钥。如果我让它工作,然后尝试只复制公钥..
无论如何,Go 代码无法验证签名。它总是错误的。此外,我无法从“SHA1withECDSA”部分弄清楚将 SHA 函数放在 Go 中的什么位置。
我确信我在这里遗漏了一些基本概念。如何正确执行此操作?
最佳答案
设法让它发挥作用。所以只是为了我自己和任何感兴趣的人记录它..
正如评论中所指出的,Java 的签名采用 ASN1 格式。在这里找到了一个很好的格式描述:https://crypto.stackexchange.com/questions/1795/how-can-i-convert-a-der-ecdsa-signature-to-asn-1 .
我还在 https://github.com/gtank/cryptopasta 找到了一些关于如何在 Go 中使用 ECDSA 执行 SHAxx 的好例子。 (sign.go 和 sign_test.go)。只需要在ECDSA代码之前运行相关的SHA函数即可。
在 http://codrspace.com/supcik/golang-jwt-ecdsa/ 找到了从 Go 中的参数构建公钥的示例代码.
我把相关代码贴在下面,如果有人发现问题,请告诉我..
相关Java代码:
public static PublicKey bytesToPublicKey(byte[] x509key) throws GeneralSecurityException {
X509EncodedKeySpec spec = new X509EncodedKeySpec(x509key);
KeyFactory factory = KeyFactory.getInstance("EC");
ECPublicKey publicKey = (ECPublicKey) factory.generatePublic(spec);
//We should be able to use these X and Y in Go to build the public key
BigInteger x = publicKey.getW().getAffineX();
BigInteger y = publicKey.getW().getAffineY();
System.out.println(publicKey.toString());
return publicKey;
}
//we can either use the Java standard signature ANS1 format output, or just take the R and S parameters from it, and pass those to Go
//https://stackoverflow.com/questions/48783809/ecdsa-sign-with-bouncycastle-and-verify-with-crypto
public static BigInteger extractR(byte[] signature) throws Exception {
int startR = (signature[1] & 0x80) != 0 ? 3 : 2;
int lengthR = signature[startR + 1];
return new BigInteger(Arrays.copyOfRange(signature, startR + 2, startR + 2 + lengthR));
}
public static BigInteger extractS(byte[] signature) throws Exception {
int startR = (signature[1] & 0x80) != 0 ? 3 : 2;
int lengthR = signature[startR + 1];
int startS = startR + 2 + lengthR;
int lengthS = signature[startS + 1];
return new BigInteger(Arrays.copyOfRange(signature, startS + 2, startS + 2 + lengthS));
}
public static byte[] signMsg(String msg, PrivateKey priv) throws Exception {
Signature ecdsa = Signature.getInstance("SHA1withECDSA");
ecdsa.initSign(priv);
byte[] strByte = msg.getBytes("UTF-8");
ecdsa.update(strByte);
byte[] realSig = ecdsa.sign();
//this is the R and S we could also pass as the signature
System.out.println("R: "+extractR(realSig));
System.out.println("S: "+extractS(realSig));
return realSig;
}
相关Go代码:
func verifyMySig(pub *ecdsa.PublicKey, msg string, sig []byte) bool {
//https://github.com/gtank/cryptopasta
digest := sha1.Sum([]byte(msg))
var esig ecdsaSignature
asn1.Unmarshal(sig, &esig)
//above is ASN1 decoding from the Java format. Alternatively, we can just transfer R and S parameters and set those
// esig.R.SetString("89498588918986623250776516710529930937349633484023489594523498325650057801271", 0)
// esig.S.SetString("67852785826834317523806560409094108489491289922250506276160316152060290646810", 0)
fmt.Printf("R: %d , S: %d", esig.R, esig.S)
println()
return ecdsa.Verify(pub, digest[:], esig.R, esig.S)
}
func hexToPrivateKey(hexStr string) *ecdsa.PrivateKey {
bytes, err := hex.DecodeString(hexStr)
print(err)
k := new(big.Int)
k.SetBytes(bytes)
println("k:")
fmt.Println(k.String())
priv := new(ecdsa.PrivateKey)
curve := elliptic.P256()
priv.PublicKey.Curve = curve
priv.D = k
priv.PublicKey.X, priv.PublicKey.Y = curve.ScalarBaseMult(k.Bytes())
//we can check these against the Java implementation to see if it matches to know key was transferred OK
fmt.Printf("X: %d, Y: %d", priv.PublicKey.X, priv.PublicKey.Y)
println()
return priv
}
关于java - ECDSA 签名 Java vs Go,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/49825455/
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