如何在没有验证功能的情况下使用 Crypto++ 验证 ECDSA 签名？

Question

我使用 Crypto++ 使用 ECDSA 制作了 Signer/Checker 机制。

问题是当我想检查签名时，它不适用于验证功能。

您能否建议我一种更手动的方式来验证签名？

Answer 1

如何在没有验证功能的情况下使用 Crypto++ 验证 ECDSA 签名？

我不确定如果没有验证功能，您将如何验证代码。我可能不明白这个问题。

以防万一，以下是 Crypto++ 实现其验证码的方式。

首先，ECDSA 是一个DL_Algorithm_ECDSA（来自eccrypto.h）：

//! ECDSA algorithm
template <class EC>
class DL_Algorithm_ECDSA : public DL_Algorithm_GDSA<typename EC::Point>
{
public:
    static const char * CRYPTOPP_API StaticAlgorithmName() {return "ECDSA";}
};
...

template <class EC, class H>
struct ECDSA :
    public DL_SS<DL_Keys_ECDSA<EC>, DL_Algorithm_ECDSA<EC>,
               DL_SignatureMessageEncodingMethod_DSA, H>
{
};

接下来，这里是来自DL_Algorithm_GDSA in gfcrypt.h 的验证函数：

bool Verify(const DL_GroupParameters<T> &params, const DL_PublicKey<T> &publicKey,
                const Integer &e, const Integer &r, const Integer &s) const
{
    const Integer &q = params.GetSubgroupOrder();
    if (r>=q || r<1 || s>=q || s<1)
        return false;

    Integer w = s.InverseMod(q);
    Integer u1 = (e * w) % q;
    Integer u2 = (r * w) % q;

    return r == params.ConvertElementToInteger(
                    publicKey.CascadeExponentiateBaseAndPublicElement(u1, u2)) % q;
}

---

下面的代码使用VerifyMessage，它在cryptolib.h中声明的PK_Verifier的一部分：

virtual bool VerifyMessage(const byte *message, size_t messageLen, 
                 const byte *signature, size_t signatureLength) const;

PK_Verifier 是 ECDSA、NR 和 RSASS 等对象用来公开一致接口的“主”基类。

ECDSA、NR 和 RSASS 等对象通过 DL_SS 连接到 PK_Verifier：

template <class EC, class H>
struct ECDSA :
    public DL_SS<DL_Keys_ECDSA<EC>, DL_Algorithm_ECDSA<EC>, DL_SignatureMessageEncodingMethod_DSA, H>
{
};

最后，这是DL_SS 与PK_Verifier 的关系（来自pubkey.h）：

//! Discrete Log Based Signature Scheme
template <class KEYS, class SA, class MEM, class H, class ALG_INFO = DL_SS<KEYS, SA, MEM, H, int> >
class DL_SS : public KEYS
{
    typedef DL_SignatureSchemeOptions<ALG_INFO, KEYS, SA, MEM, H> SchemeOptions;
    ...

    //! implements PK_Signer interface
    typedef PK_FinalTemplate<DL_SignerImpl<SchemeOptions> > Signer;
    //! implements PK_Verifier interface
    typedef PK_FinalTemplate<DL_VerifierImpl<SchemeOptions> > Verifier;
};

---

问题是当我想检查签名时，它不适用于验证功能。

Crypto++ wiki 上有很多可用的代码。对于 ECDSA，请参阅 Elliptic Curve Digital Signature Algorithm。下面是一个签名验证样本，取自 wiki。

签名

AutoSeededRandomPool prng;

ECDSA<ECP, SHA1>::PrivateKey privateKey;
privateKey.Load(...);
privateKey.Validate(prng, 3);

ECDSA<ECP, SHA1>::Signer signer(privateKey);

string message = "Do or do not. There is no try.";

// Determine maximum size, allocate a string with the maximum size
size_t siglen = signer.MaxSignatureLength();
string signature(siglen, 0x00);

// Sign, and trim signature to actual size
siglen = signer.SignMessage( prng, message.data(), message.size(), signature.data() );
signature.resize(siglen);

验证

AutoSeededRandomPool prng;

ECDSA<ECP, SHA1>::PublicKey publicKey;
publicKey.Load(...);
publicKey.Validate(prng, 3);

ECDSA<ECP, SHA1>::Verifier verifier(publicKey);

bool result = verifier.VerifyMessage( message.data(), message.size(), signature.data(), signature.size() );
if(result)
  cout << "Verified signature on message" << endl;
else
  cerr << "Failed to verify signature on message" << endl;