使用 secp256r1 曲线和 SHA256 算法生成 ECDSA 签名 - BouncyCastle

Question

我正在尝试使用 ECDSA 和 secp256r1 曲线 (P256) 和 SHA256 算法为消息哈希生成签名。我也在使用 Bouncy Castle 库。 代码如下，

public class MyTest {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        new MyTest().getSign();
    }

    void getSign() {
        // Get the instance of the Key Generator with "EC" algorithm

        try {
            KeyPairGenerator g = KeyPairGenerator.getInstance("EC");
            ECGenParameterSpec kpgparams = new ECGenParameterSpec("secp256r1");
            g.initialize(kpgparams);

            KeyPair pair = g.generateKeyPair();
            // Instance of signature class with SHA256withECDSA algorithm
            Signature ecdsaSign = Signature.getInstance("SHA256withECDSA");
            ecdsaSign.initSign(pair.getPrivate());

            System.out.println("Private Keys is::" + pair.getPrivate());
            System.out.println("Public Keys is::" + pair.getPublic());

            String msg = "text ecdsa with sha256";//getSHA256(msg)
            ecdsaSign.update((msg + pair.getPrivate().toString())
                    .getBytes("UTF-8"));

            byte[] signature = ecdsaSign.sign();
            System.out.println("Signature is::"
                    + new BigInteger(1, signature).toString(16));

            // Validation
            ecdsaSign.initVerify(pair.getPublic());
            ecdsaSign.update(signature);
            if (ecdsaSign.verify(signature))
                System.out.println("valid");
            else
                System.out.println("invalid!!!!");

        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

这里的密钥对是使用 KeyPair 生成的，但根据我的要求，我将拥有一个静态的 privateKey 和 public 密钥。此外，签名验证总是返回 false。

需要帮助，我怎样才能拥有静态私钥和验证部分。

Answer 1

大奖 - 您的标题中没有任何问题！

首先，您可能实际上并没有使用 BouncyCastle。 Sun/Oracle Java 7 和 8 现在包括一个 EC 提供程序（早期版本没有），getInstance 的单参数形式使用第一个可用的提供程序，通常是 SunEC，除非您或其他人更改了提供程序列表。

验证签名：将相同数据传递给验证Signature.update()，就像传递给签名Signature.update()一样。 一模一样，一个字节一个字节。 only 将签名值传递给Signature.verify()。将PrivateKey.toString() 放入数据中是愚蠢的；此值特定于正在运行的 Java 进程，因此您必须将其发送到接收进程（如果不同，通常应该如此），在那里它无用且浪费空间。

使用静态键： 这样做。创建一个密钥对并将其存储在某个地方，然后读入并使用它。最简单的安全（受密码保护）存储是 Java KeyStore (JKS) 文件，但这需要证书链（可能是虚拟的），这对您自己进行编码很麻烦；幸运的是，带有-genkeypair 的keytool 实用程序会生成一个带有虚拟自签名证书的密钥对，而对于-keyalg ec -keysize 256，它使用（非常流行的）secp256r1 曲线。还要指定您选择的-alias name、-keystore filename、您喜欢的虚拟证书名称和密码。要使用 JKS 文件中的密钥对：

• 使用java.security.KeyStore.getInstance("JKS") 创建一个存储对象并在文件上传递.load(InputStream,char[]) 和FileInputStream 以及密码。

• 使用.getKey(String alias,char[] password) 并强制转换以获取 PrivateKey。用于签名。

• 使用.getCertificateChain(String alias)[0].getPublicKey() 从第一个（唯一的）证书中获取公钥。用于验证。

Answer 2

我已决定将初始问题的代码更新为最终工作版本，以供未来读者使用。

    try {
        KeyPairGenerator kg = KeyPairGenerator.getInstance("EC");
        ECGenParameterSpec kpgparams = new ECGenParameterSpec("secp256r1");
        kg.initialize(kpgparams);

        KeyPair kp = kg.generateKeyPair();
        PublicKey pubKey = kp.getPublic();
        PrivateKey pvtKey = kp.getPrivate();

        // sign
        Signature ecdsaSign = Signature.getInstance("SHA256withECDSA");
        ecdsaSign.initSign(pvtKey);
        String message = "text ecdsa with sha256";//getSHA256(msg)
        ecdsaSign.update(message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), 0, message.length());
        byte[] signature = ecdsaSign.sign();

        // Validation
        ecdsaSign.initVerify(pubKey);
        ecdsaSign.update(message.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), 0, message.length());
        boolean result = ecdsaSign.verify(signature);

        assertTrue(result); // junit5 assert
    } catch (Exception e) {
         e.printStackTrace();
    }