实验三 DSA数字签名算法
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dsa操作规程DSA(Digital Signature Algorithm)是一种数字签名算法,用于保证数字信息的完整性和真实性。
以下是DSA操作规程的1200字版本:一、背景介绍数字签名算法是现代密码学中的重要组成部分,用于验证数字信息的完整性、真实性和不可抵赖性。
DSA是一种常用的数字签名算法,已被广泛应用于各种领域。
为了确保DSA操作的安全和规范性,制定本操作规程。
二、目的和适用范围本操作规程的目的是为了确保DSA操作的安全性和规范性,提供操作指导和规范要求。
适用范围包括但不限于DSA的生成密钥、签名、验证等操作。
三、DSA操作规程1. 密钥生成a. 选择一个大素数p和一个与p-1互质的素数q作为参数;b. 选择一个属于[1, p-1]范围内的整数g;c. 选择一个属于[1, q-1]范围内的整数x作为私钥;d. 计算公钥:y = (g^x) mod p。
2. 签名a. 选择一个[0, q-1]范围内的整数k,计算r = (g^k mod p) mod q;b. 计算s = (k^-1)(H(m) + xr) mod q,其中H(m)为哈希函数计算结果;c. 将(r, s)作为数字签名。
3. 验证a. 从数字签名中获取r和s;b. 计算w = s^-1 mod q;c. 计算u1 = H(m) * w mod q;d. 计算u2 = r * w mod q;e. 计算v = ((g^u1 * y^u2) mod p) mod q;f. 若v与r相等,则验证通过。
四、操作安全要求1. 密钥安全保护a. 私钥必须存储在安全的地方,禁止泄露和外部访问;b. 公钥可以公开,但需要确保其完整性。
2. 随机数生成a. 生成k和x时需要使用高质量的伪随机数生成算法,确保密钥的随机性;b. 伪随机数生成算法应具备足够的随机性和均匀性。
3. 哈希函数的选择a. 选择安全的哈希函数,例如SHA-256;b. 哈希函数应具备抗碰撞性和抗第二原像性。
数字签名算法-RSA、DSA、ECDSA、ECDH数字签名算法介绍和区别原⽂阅读:数字签名是⼀个带有密钥的消息摘要算法,这个密钥包括了公钥和私钥,⽤于验证数据完整性、认证数据来源和抗否认,遵循OSI参考模型、私钥签名和公钥验证。
也是⾮对称加密算法和消息摘要算法的结合体,常见的数字签名算法主要有RSA、DSA、ECDSA三种,本⽂对数字签名算法进⾏详细介绍。
Hash⼜译散列、摘要等名,本⽂统⼀称Hash。
1. RSA数字签名算法RSA是⽬前计算机密码学中最经典算法,也是⽬前为⽌使⽤最⼴泛的数字签名算法,RSA数字签名算法的密钥实现与RSA的加密算法是⼀样的,算法的名称都叫RSA。
密钥的产⽣和转换都是⼀样的,包括在售的所有SSL数字证书、代码签名证书、⽂档签名以及邮件签名⼤多都采⽤RSA算法进⾏加密。
RSA数字签名算法主要包括MD和SHA两种算法,例如我们熟知的MD5和SHA-256即是这两种算法中的⼀类,具体如下表格分布1.1. MD2、MD4、MD5算法最常见的是我们熟知的MD5加密算法,MD5全称Message-Digest Algorithm 5(信息-摘要算法 5),⽬前⽐较普遍的Hash算法,是散列算法的基础原理,MD5的前⾝有MD2、MD3和MD4。
MD5算法法是输⼊任意长度字符,输出固定长度128位的算法。
经过程序流程,⽣成四个32位数据,最后联合起来成为⼀个128位Hash值,主要⽅式是通过求余、取余、调整长度、与链接变量进⾏循环运算进⽽得出结果。
1.2. SHA-1算法SHA-1是由NIST NSA设计为同DSA⼀起使⽤的,SHA-1设计时基于和MD4相同原理,并且模仿了该算法,SHA-1抗穷举(brute-force)性更好,它产出160位的Hash值,对于⾮线性运算、移位和加法运算也与MD5类似。
SHA-1也应⽤于包括TLS和SSL、PGP、SSH、S/MIME和IPsec等多种协议中,曾被视为是MD5的后继者。
竭诚为您提供优质文档/双击可除数字签名算法实验报告篇一:数字签名实验报告附件2:北京理工大学珠海学院实验报告ZhuhAIcAmpAusoFbeIJIngInsTITuTeoFTechnoLogY实验题目数字签名实验实验时间20XX.4.8一、实验目的:(1)掌握数字签名技术的原理;(2)熟悉密钥的生成及其应用。
二、实验内容以及步骤:RsA-pKcs签名算法(一)签名及验证计算(1)进入实验实施,默认选择即为“RsA-pKcs”标签,显示RsA-pKcs签名实验界面。
(2)选择明文格式,输入明文信息。
点击“计算shA1值”按钮,生成明文信息的散列值。
(3)选择密钥长度,此处以512bit为例,点击“生成密钥对”按钮,生成密钥对和参数。
选择“标准方法”标签,在标签下查看生成的密钥对和参数。
(4)标准方法签名及验证点击“标准方法”标签下的“获得签名值”按钮,获取明文摘要的签名值,签名结果以十六进制显示于相应的文本框内;点击“验证签名”按钮,对签名结果进行验证,并显示验证结果;上述过程如图1.1.8-3所示。
(5)选择“中国剩余定理方法”标签,在标签下查看生成的密钥对和参数。
(6)中国剩余定理方法签名及验证点击“中国剩余定理方法”标签下的“获得签名值”按钮,获取明文摘要的签名值,签名结果以十六进制显示于相应的文本框内;点击“验证签名”按钮,对签名结果进行验证,并显示验证结果。
eLgAmAL签名算法(1)在“RsA-pKcs”标签下的扩展实验中,点击“eLgAmAL 扩展实验”按钮,进入eLgAmAL签名算法扩展实验窗体。
(2)设置签名系统参数。
在文本框“大素数p”内输入一个大的十进制素数(不要超过8位);然后在文本框“本原元a”内输入一个小于p的十进制正整数,点击“测试”。
(3)注册用户,在“用户名”文本框中输入一个“注册用户列表”中未出现的用户名,如“alice”,点击“注册”按钮。
(4)在“用户注册”窗口中的文本框“私钥x”中输入一个小于素数p的十进制非负整数,点击“确定”按钮;然后,点击“计算公钥”按钮,系统会为该用户生成一对公私钥。
证书的签名算法在数字证书中,签名算法是一种用于验证证书的真实性和完整性的重要工具。
签名算法通过对证书进行加密和验证,确保证书的发送者和内容未被篡改,同时也确保了证书的信任和可靠性。
本文将介绍几种常见的证书签名算法,它们在保护证书安全方面发挥了至关重要的作用。
一、RSA签名算法RSA签名算法,是使用公钥密码体制中的非对称加密算法。
该算法基于大数分解的困难性,通过生成两个大素数,并根据私钥对其中一个素数进行选择,然后根据公钥对两个素数相乘得到的数字进行加密,形成数字签名。
RSA算法的优势在于其安全性较高,同时也具备较好的效率。
然而,随着计算机计算能力的不断提高,破解RSA密钥将变得更加容易。
因此,在实际应用中,通常会使用更为安全的签名算法。
二、ECDSA签名算法ECDSA签名算法,全称椭圆曲线数字签名算法,在椭圆曲线密码体制中被广泛应用。
该算法基于椭圆曲线离散对数难题的困难性,使用非对称加密的方式生成数字签名。
与RSA相比,ECDSA算法在相同的安全性条件下,所需的密钥长度更短,计算速度更快。
同时,该算法也能够提供与RSA相当的安全性,确保被签名证书的完整性和真实性。
三、DSA签名算法DSA签名算法,全称数字签名算法,是一种常用的非对称加密算法。
该算法基于离散对数的困难性,使用私钥对要签名的消息进行加密,生成数字签名。
DSA算法主要应用于数字签名和密钥交换等领域,在保证通信安全方面发挥了重要作用。
然而,DSA算法的密钥长度相对较长,计算速度相对较慢,所以在实际应用中,通常会结合其他算法使用。
四、EdDSA签名算法EdDSA签名算法,全称Edwards-curve Digital Signature Algorithm,是一种基于椭圆曲线密码体制的签名算法。
该算法基于扭曲爱德华曲线上的离散对数问题,提供了一种高效且安全的签名方案。
相较于传统的签名算法,EdDSA算法的计算效率更高,且密钥长度相对较短,提供了更高的安全性。
DSA操作规程一、引言DSA(Digital Signature Algorithm)是一种用于数字签名的算法,被广泛应用于信息安全领域。
本文旨在介绍DSA操作规程,包括DSA的生成、密钥管理、数字签名和验证等方面。
二、DSA的生成在进行DSA操作之前,首先需要生成DSA参数,并生成公私钥对。
DSA参数包括p、q和g,其中p是一个大素数,q是p-1的一个素因子,g是p的一个原根。
1. 生成p和q为了确保生成的p是一个安全的素数,我们可以采用以下步骤:(1)选择随机的大整数q和小奇数L;(2)对随机选择的q进行Miller-Rabin检测,如果不是素数则重新选择;(3)计算p = kq + 1,其中k是一个整数,使得p也是一个素数;(4)对p进行Miller-Rabin检测,如果不是素数则重新选择;(5)检查p是否满足p mod L = 1,如果不满足则重新选择。
2. 生成g生成g需要满足以下条件:(1)随机选择一个整数h,其中1 < h < p - 1;(2)计算g = h^((p-1)/q) mod p;(3)如果g = 1,则重新选择h。
3. 生成公私钥对选择一个随机整数x,使得0 < x < q,并计算公钥y = g^x mod p。
公钥(p, q, g, y)和私钥(x)即为生成的DSA密钥对。
三、密钥管理DSA密钥对的管理是非常重要的,以下是一些密钥管理的要点:1. 密钥生成为了确保密钥的安全性,应该使用安全的随机数生成器生成私钥,并保证私钥的绝对保密。
2. 密钥存储私钥应该以加密的方式存储,并妥善保管,避免被未授权的人员获取。
公钥可以公开保存。
3. 密钥更新定期更新密钥是保证信息安全的重要措施,应该根据实际情况制定密钥更新策略,并及时更新。
四、数字签名和验证DSA的核心功能是生成数字签名和验证数字签名,确保数据的完整性和身份的认证。
1. 数字签名生成数字签名的步骤如下:(1)对要签名的消息进行哈希计算,得到消息的摘要;(2)选择随机数k,使得 0 < k < q;(3)计算r = (g^k mod p) mod q;(4)计算s = (k^(-1) * (哈希摘要 + x * r)) mod q;(5)数字签名为(r, s)。
密码学实验-实验6DSA数字签名算法实验报告⼀、实验⽬的理解DSA算法原理⼆、实验内容与设计思想数字签名是⼀种以电⼦形式给消息签名的⽅法,是只有信息发送⽅才能进⾏的签名、信息发送⽅进⾏签名后将产⽣⼀段任何⼈都⽆法伪造的字符串,这段特殊的字符串同时也是对签名真实性的⼀种证明。
电⼦信息在传输过程中,通过数字签名达到与传统⼿写签名相同的效果。
数字签名的实现原理简单地说,就是发送⽅利⽤hash算法对要传送的信息计算得到⼀个固定长度的消息摘要值,⽤发送⽅的私钥加密此消息的hash值所⽣成的密⽂即数字签名;然后将数字签名和消息⼀同发送给接收⽅。
接收⽅收到消息和数字签名后,⽤同样的hash算法对消息进⾏计算,得到新的hash值,再⽤发送⽅的公钥对数字签名解密,将解密后的结果与新的hash值⽐较,如果相等则说明消息确实来⾃发送⽅。
DSA(Digital Signature Algorithm)源于ElGamal和Schnorr签名算法,1991年被美国NIST采纳为数字签名标准DSS(Digital Signature Standard),具体实现过程参见图1。
DSS安全性基于有限域求离散对数的困难性,算法描述如下:1.密钥⽣成算法1)选取160⽐特长的素数q和L⽐特长的素数p,满⾜q|(p?1),其中L≡0(mod 64)且512≤L≤1024;2)随机选取正整数h,11;q,p和g作为系统公开参数;3)每个⽤户,随机选取正整数x,1≤x≤q?1,计算y=g x mod p;⽤户的公钥为y,私钥为x。
2.签名算法对于消息M,⾸先随机选取整数k,1≤k≤p?2,计算r=(g k mod p) mod qs=(H(M)+xr)k?1mod q则M的签名为(r,s),其中H为Hash函数SHA。
3.验证算法接收⽅收到消息M′和签名(r′,s′)后,计算e1=H(M′)s′?1mod qe2=r′s′?1mod q验证等式(g e1y e2mod p) mod q如果v=r′成⽴,则说明消息确实来⾃发送⽅。
信息安全技术中的数字签名算法随着互联网的普及和应用,信息安全越来越受到人们的关注。
信息的传输、存储和管理中必须保证其安全性,其中数字签名算法是一种非常重要的加密技术,被广泛应用于电子商务、电子政务、云计算等领域。
本文将从数字签名的定义、分类和应用场景入手,介绍几种常见的数字签名算法。
一、数字签名的定义和分类数字签名是在数字通信中保证信息完整性和真实性的方式之一,它是数字证书认证机构(CA)用来保证文档、电子邮件等电子数据在传输过程中不被篡改、冒用,并可以验证数据的发送者身份的一种手段。
数字签名是一种基于公钥加密技术的身份验证技术,其大体过程为:1.用户将所需验证的数据通过Hash算法处理后生成摘要。
2.初始摘要通过发送者的私钥进行加密变成一个数字签名。
3.将明文和数字签名一起发送给接收者。
4.接受者通过已经获得发送者的公钥来解密数字签名。
5.将解密出来的数字签名和明文再做一次Hash运算,生成一个摘要。
6.比较这两个摘要,若相等,说明信息完整,未被篡改。
数字签名可分为以下几类:1.RSA 数字签名算法RSA是一种公钥加密算法,广泛应用于数字签名、电商、电子证书等领域,并被ISO认证,是从计算机安全、电子商务、电子政务等领域,随着公钥密码体制热潮的兴起,最常采用的一种数字签名算法。
RSA数字签名算法使用了公钥和私钥配对的方式来进行签名验证,因此,使用RSA算法进行数字签名时,可以保证通过私钥加密的消息只能通过对应的公钥进行解密,从而保证了数字签名的完整性和不可伪造性。
2.ECC数字签名算法ECC算法全名为椭圆曲线密码编译(Elliptic Curve Cryptography),是一种基于椭圆曲线离散对数问题的加密算法。
与RSA算法相比,ECC算法可以在保证安全性的前提下,用更短的密钥进行加密,从而提高了性能和效率,在移动设备、智能卡等资源受限制的场景下得到广泛应用。
3.DSA数字签名算法DSA算法全称为数字签名算法(Digital Signature Algorithm),属于公钥密钥体系结构,是美国国家标准的一部分。
DSA的原理与应用1. DSA的简介DSA(Digital Signature Algorithm)是一种数字签名算法,用于在公共网络中确保数据的完整性、认证和不可否认的功能。
DSA算法是基于离散对数问题的数学原理,结合了哈希函数和密码学的技术,能够有效地防止数据被篡改和伪造。
2. DSA的原理DSA的原理主要基于离散对数问题和模幂运算。
其关键步骤包括:密钥生成、签名生成和签名验证。
2.1 密钥生成首先,系统需要生成一对公私钥。
私钥是一个大整数,只有持有私钥的人才能够进行签名生成操作;而公钥可以被任何人使用来验证签名。
密钥生成的具体步骤如下:1.选择一个大素数p和一个与p-1互质的整数q,其中q是p-1的一个因子。
2.选择一个整数g,满足g^((p-1)/q) ≡ 1 (mod p)。
g也被称为生成元。
3.选择一个整数x,满足 0 < x < q,作为私钥。
4.计算y ≡ g^x (mod p),作为公钥。
2.2 签名生成当一个用户需要对一份数据进行签名时,需要使用私钥进行签名生成操作。
签名生成的具体步骤如下:1.计算一个随机数k,满足 0 < k < q。
2.计算r ≡ (g^k mod p) mod q。
3.计算s ≡ k^(-1) (SHA(m) + xr) mod q,其中SHA(m)是对原始数据进行哈希计算得到的值。
4.签名结果为(r, s)。
2.3 签名验证当接收到带有数字签名的数据时,可以使用公钥进行签名验证,确保数据的完整性和真实性。
签名验证的具体步骤如下:1.首先,验证r和s是否在1和q-1之间。
2.计算w ≡ s^(-1) mod q。
3.计算u1 ≡ SHA(m) · w mod q。
4.计算u2 ≡ r · w mod q。
5.计算v ≡ ((g^u1 · y^u2) mod p) mod q。
6.如果v等于r,则签名验证成功,否则签名验证失败。
实验三DSA数字签名算法
姓名:
学号:
学院:信息工程学院
指导老师:***
1.DSA算法原理
数字签名是数据在公开行信道中传输的安全保障,能够实现数据的公开、公正、不可抵赖等特点的方法,只能公开的密钥、密码签名算法。
国际供认的公开密钥签字算法主要有RSA算法、ElGAMAL算法或者其变形的签名算法。
DSA(Digite Signature Arithmotic )是Schnore和ElGamal算法的变型。
美国国家标准技术研究所(NIST)1994年5月19日公布了数字签名标准的(DSS),标准采用的算法便是DSA,密钥长度为512~1024位。
密钥长度愈长,签名速度愈慢,制约运算速度的只要因素是大数的模指数运算。
2.DSA签名中的参数
参数描述:Digital Signature Algorithm (DSA)是Schnorr和ElGamal签名算法的变种,被美国NIST作为DSS(DigitalSignature Standard)。
算法中应用了下述参数:
p:L bits长的素数。
L是64的倍数,范围是512到1024;
q:p - 1的160bits的素因子;
g:g = h^((p-1)/q) mod p,h满足h < p - 1, h^((p-1)/q) mod p > 1;
x:x < q,x为私钥;
y:y = g^x mod p ,( p, q, g, y )为公钥;
H( x ):One-Way Hash函数。
DSS中选用SHA( Secure Hash Algorithm )。
p, q, g可由一组用户共享,但在实际应用中,使用公共模数可能会带来一定的威胁。
签名及验证协议如下:
1. P产生随机数k,k < q;
2. P计算r = ( g^k mod p ) mod q
s = ( k^(-1) (H(m) + xr)) mod q
签名结果是( m, r, s )。
3. 验证时计算w = s^(-1)mod q
u1 = ( H( m ) * w ) mod q
u2 = ( r * w ) mod q
v = (( g^u1 * y^u2 ) mod p ) mod q
若v = r,则认为签名有效。
DSA是基于整数有限域离散对数难题的,其安全性与RSA相比差不多。
DSA的一个重要特点是两个素数公开,这样,当使用别人的p和q时,即使不知道私钥,你也能确认它们是否是随机产生的,还是作了手脚。
RSA算法却做不到。
3.源码描述
#include "stdafx.h"
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include "BigInt.h"
#include "sha1.h"
#include "time.h"
int shas1(const unsigned int x[], unsigned char digest[20]) {
SHA1_CTX context;
unsigned char buffer[16384]; //,digest[20];
// FILE *file;
SHA1Init(&context);
SHA1Update(&context, buffer, 1);
SHA1Final(digest, &context);
return 0;
}
CBigInt sha(CBigInt y)
{
SHA1_CTX context;
CBigInt X;
unsigned char buffer[16384],digest[20];
CString str;
char *t="0123456789ABCDEF";
if((y.m_nLength==1)&&(y.m_ulValue[0]==0))
{
str="0";
X.Mov(0);
return X;
}
str="";
int a;
char ch='\0';
str.Insert(0,ch);
X.Mov(y);
while(X.m_ulValue[X.m_nLength-1]>0)
{
a=X.Mod(16);
ch=t[a];
str.Insert(0,ch);
X.Mov(X.Div(16));
}
int i=0;
while (str[i]>0)
i++;
for (a=i,i=0;i<a;i++)
buffer[i]=str[i];
for (i=a;i<64;i++) buffer[i]='\0';
SHA1Init(&context);
SHA1Update(&context, buffer, 1);
SHA1Final(digest, &context);
int len=str.GetLength(),k;
X.Mov(0);
for(i=0;i<20;i++)
{
X.Mov(X.Mul(256));
// if((digest[i]>='0')&&(digest[i]<='9'))
k=digest[i];
// else if((digest[i]>='A')&&(digest[i]<='F'))k=digest[i]-55; // else if((digest[i]>='a')&&(digest[i]<='f'))k=digest[i]-87; // else k=0;
X.Mov(X.Add(k));
}
return X;
}
CBigInt makerandnumber( unsigned int len)
{
srand(time(NULL));
CBigInt X;
X.m_nLength=(len+31)/32;
// X.Mov(0);
for (unsigned int j=0;j<X.m_nLength;j++)
{
X.m_ulValue[j]=rand()*0x10000+rand();
}
X.m_ulValue[0]=X.m_ulValue[0]|0x1;
X.m_ulValue[j-1]=X.m_ulValue[j-1]|0x80000000;
return X;
}
CBigInt pow2( const int x, int y)
{
CBigInt p,q,t;
p.Mov(1);
q.Mov(x);
while (y>0)
{
if (y%2==0) {q.Mov(q.Mul(q)); y /= 2 ; }
else { p.Mov(p.Mul(q)); y -= 1; }
}
return p;
}
CBigInt pow3(CBigInt x, CBigInt y, CBigInt m)
{
CBigInt p,t;
p.Mov(1);
t.Mov(0);
while (y.Cmp(t)>0)
{
if (y.m_ulValue[0]&0x1==0)
{x.Mov(x.Mul(x)); x.Mov(x.Mod(m)); x.Mov(x.Div(2)); } else {p.Mov(p.Mul(x)); p.Mov(p.Mod(m)); y.Mov(y.Sub(1)); } }
return p;
}
4.过程及结果截图描述
开始运行
选择512位密钥长度,点击公开参数,如下图
随便选择一个你要签名的文件,然后选择算法点击数字签名
然后点击签名验证。