无法使用 C 风格的函数调用验证签名

Posted 2023-03-09

【中文标题】无法使用 C 风格的函数调用验证签名

【英文标题】：Cannot verify signature using C-style function calls

【发布时间】：2018-03-26 15:48:30

【问题描述】：

以下打印失败，我不明白为什么：

#include <cryptopp/eccrypto.h>
#include <cryptopp/oids.h>
#include <cryptopp/osrng.h>
#include <iostream>
using namespace std;
using namespace CryptoPP;
int main() 
    AutoSeededRandomPool prng;
    ECDSA<ECP, SHA256>::PrivateKey private_key;
    ECDSA<ECP, SHA256>::PublicKey public_key;
    private_key.Initialize( prng, ASN1::secp160r1() );
    private_key.MakePublicKey(public_key);
    ECDSA<ECP, SHA256>::Signer signer(private_key);
    ECDSA<ECP, SHA256>::Verifier verifier(public_key);
    signer.AccessKey().Initialize(prng, ASN1::secp160r1());
    string signature(signer.MaxSignatureLength(), 0);
    string message = "asdf";
    auto signature_length = signer.SignMessage(
        prng, (const byte*)message.data(),
        message.size(), (byte*)signature.data());
    signature.resize(signature_length);
    bool verified = verifier.VerifyMessage(
        (const byte*)message.data(), message.size(),
        (const byte*)signature.data(), signature.size());
    if (verified)
        cout << "PASS" << endl;
    else
        cout << "FAIL" << endl;

它遵循 crypto++ wiki 中的说明：https://www.cryptopp.com/wiki/ECDSA#Message_Signing，并使用从用于签署同一消息的私钥派生的公钥进行验证。我应该切换到过滤器吗？

【问题讨论】：

请修改您的源代码以创建更明确的错误消息，然后使用修改后的源代码和错误消息更新您的帖子。

你建议我怎么做？ VerifyMessage 返回 bool，所以我不能说验证失败的程度。

我不知道你正在使用这个包，所以我不能给你任何关于获取更具体的错误信息的建议。但是，正如您所看到的，其他人也认为您的帖子缺少任何人提供帮助所需的信息。大多数软件包都有一些机制，用于在发生故障时获取附加信息。 errno 和 GetLastError() 是一个经典的例子。

如果签名确实不是由相同的密钥（对）创建的，则无法验证加密签名并不表示（使用）软件出现错误，因此缺少错误消息对于这个功能。使用它的功能和设置是否实际上是我在这里要问的。

【参考方案1】：

以下打印失败，我不明白为什么：

你很接近。查看wiki页面有一些问题。首先，这是未定义的行为（已在 wiki 上修复）：

auto signature_length = signer.SignMessage(
    prng, (const byte*)message.data(),
    message.size(), (byte*)signature.data());

要获得非常量指针，您需要它（但这不是问题的原因）：

auto signature_length = signer.SignMessage(
    prng, (const byte*)&message[0],
    message.size(), (byte*)&signature[0]);

其次，当您调用Initialize 两次时，您会破坏旧配置。 “重击”意味着您生成新参数。实际上，您覆盖了另一个私钥：

private_key.Initialize( prng, ASN1::secp160r1() );
...
signer.AccessKey().Initialize(prng, ASN1::secp160r1());

这不是很明显，但是采用prng 的Initialize 会生成一个新密钥。你想要一个Initialize，不接受prng：

private_key.Initialize( prng, ASN1::secp160r1() );
...
signer.AccessKey().Initialize(private_key);

第三，页面不清楚如何在Signers/Verifiers和PublicKey/PrivateKey之间移动。为了便于说明，这里有一些其他的方法：

cryptopp $ cat test.cxx
#include "eccrypto.h"
#include "oids.h"
#include "osrng.h"
#include <string>
#include <iostream>

int main()

    using namespace CryptoPP;
    AutoSeededRandomPool prng;

    ECDSA<ECP, SHA256>::Signer signer;
    ECDSA<ECP, SHA256>::Verifier verifier;

    signer.AccessKey().Initialize(prng, ASN1::secp160r1());
    signer.AccessKey().MakePublicKey(verifier.AccessKey());

    std::string signature(signer.MaxSignatureLength(), 0);
    std::string message = "asdf";

    auto signature_length = signer.SignMessage(
        prng, (const byte*)&message[0],
        message.size(), (byte*)&signature[0]);
    signature.resize(signature_length);

    bool verified = verifier.VerifyMessage(
        (const byte*)&message[0], message.size(),
        (const byte*)&signature[0], signature.size());

    if (verified)
        std::cout << "PASS" << std::endl;
    else
        std::cout << "FAIL" << std::endl;

    return 0;

我在 Crypto++ 目录下工作，所以包含和命令行有点不同：

cryptopp$ g++ -I . test.cxx ./libcryptopp.a -o test.exe
cryptopp$ ./test.exe
PASS

---

如果您想同时使用 Signers/Verifiers 和 PublicKey/PrivateKey，请尝试以下操作：

cryptopp$ cat test.cxx
#include "eccrypto.h"
#include "oids.h"
#include "osrng.h"
#include <string>
#include <iostream>

int main()

    using namespace CryptoPP;
    AutoSeededRandomPool prng;

    ECDSA<ECP, SHA256>::Signer signer;
    ECDSA<ECP, SHA256>::Verifier verifier;

    ECDSA<ECP, SHA256>::PrivateKey& sKey = signer.AccessKey();
    sKey.Initialize(prng, ASN1::secp160r1());
    ECDSA<ECP, SHA256>::PublicKey& pKey = verifier.AccessKey();
    sKey.MakePublicKey(pKey);

    std::string signature(signer.MaxSignatureLength(), 0);
    std::string message = "asdf";

    auto signature_length = signer.SignMessage(
        prng, (const byte*)&message[0],
        message.size(), (byte*)&signature[0]);
    signature.resize(signature_length);

    bool verified = verifier.VerifyMessage(
        (const byte*)&message[0], message.size(),
        (const byte*)&signature[0], signature.size());

    if (verified)
        std::cout << "PASS" << std::endl;
    else
        std::cout << "FAIL" << std::endl;

    return 0;

---

这看起来有点不寻常：

ECDSA<ECP, SHA256>::Signer signer;
...
signer.AccessKey().Initialize(prng, ASN1::secp160r1());

通常您使用secp160r1, SHA1 或secp256k1, SHA256。这维护了整个系统的Security Levels。当您使用secp160r1, SHA256 时，由于secp160r1，您将安全级别降低到大约80 位。

【讨论】：

感谢您提供全面的答案和安全提示。看起来 C++17 也允许非常量 data() 访问，因此它不再是未定义的行为：en.cppreference.com/w/cpp/string/basic_string/data