用C++,不使用OpenSSL库,简单地实现一个完整的DSA签名算法,其中哈希函数可以直接使用hash(M)=M,要求其中要有1.实现数字签名算法中的公共参数,2.实现数字签名算法中的公、私钥,3.实现数字签名算法中的签名算法,4.实现数字签名算法中的验证算法

时间: 2024-02-22 07:58:16 浏览: 26
好的,以下是一个简单的DSA签名算法的实现,代码中包含了数字签名算法中的公共参数、公、私钥、签名算法、验证算法等。 ```c++ #include<iostream> #include<cstdlib> #include<ctime> using namespace std; const int MAX = 1000; //定义大整数结构体 struct BigInteger { int len; // 长度 int num[MAX]; // 数组,逆序存储,即num[0]存储最高位上的数字 BigInteger() { len = 0; for (int i = 0; i < MAX; i++) { num[i] = 0; } } BigInteger(int number) { len = 0; for (int i = 0; i < MAX; i++) { num[i] = 0; } while (number) { num[len++] = number % 10; number /= 10; } } }; // 定义大素数p const BigInteger p = BigInteger(1145141919810); // 定义子群的生成元g const BigInteger g = BigInteger(233); // 定义q,为p的一个因子 const BigInteger q = BigInteger(1000003); // 定义私钥x BigInteger x; // 定义公钥y BigInteger y; // 定义哈希函数h(M)=M BigInteger hash(BigInteger M) { return M; } //定义快速幂函数 BigInteger quick_pow(BigInteger a, BigInteger b, BigInteger p) { BigInteger ans = BigInteger(1); while (b.len || b.num[0]) { if (b.num[0] & 1) { ans = (ans * a) % p; } a = (a * a) % p; b = b / 2; } return ans; } // 生成私钥x,随机生成一个[1, q-1]的数 void generatePrivateKey() { srand((unsigned)time(NULL)); x.len = q.len; for (int i = q.len - 1; i >= 0; i--) { if (i == q.len - 1) { x.num[i] = rand() % 9 + 1; } else { x.num[i] = rand() % 10; } } } // 生成公钥y, y=g^x mod p void generatePublicKey() { y = quick_pow(g, x, p); } // 签名函数 void sign(BigInteger M, BigInteger &r, BigInteger &s) { BigInteger k, k_inv, tmp; do { // 随机生成一个[1, q-1]的数 k.len = q.len; for (int i = q.len - 1; i >= 0; i--) { if (i == q.len - 1) { k.num[i] = rand() % 9 + 1; } else { k.num[i] = rand() % 10; } } // r = (g^k mod p) mod q r = quick_pow(g, k, p) % q; // k的逆元k^(-1),k^(-1)k=1 mod q k_inv = quick_pow(k, q - BigInteger(2), q); // s = (k^(-1) * (hash(M) + x * r)) mod q tmp = hash(M) + x * r; s = (k_inv * tmp) % q; } while (r.len == 0 || s.len == 0); } // 验证函数 bool verify(BigInteger M, BigInteger r, BigInteger s) { if (r.len == 0 || s.len == 0) { return false; } // w = s^(-1) mod q BigInteger w = quick_pow(s, q - BigInteger(2), q); // u1 = h(M)*w mod q BigInteger u1 = (hash(M) * w) % q; // u2 = r*w mod q BigInteger u2 = (r * w) % q; // v = (g^u1 * y^u2 mod p) mod q BigInteger v = (quick_pow(g, u1, p) * quick_pow(y, u2, p)) % p % q; if (v == r) { return true; } else { return false; } } int main() { // 生成私钥x和公钥y generatePrivateKey(); generatePublicKey(); // 需要签名的数据M BigInteger M = BigInteger(2022); // 签名 BigInteger r, s; sign(M, r, s); // 验证签名 bool flag = verify(M, r, s); if (flag) { cout << "签名验证成功!" << endl; } else { cout << "签名验证失败!" << endl; } return 0; } ``` 该代码中,我们使用了C++自定义大整数结构体BigInteger,并实现了快速幂函数、哈希函数、生成私钥x、生成公钥y、签名函数以及验证函数。同时,我们也实现了数字签名算法中的公共参数。 需要注意的是,由于我们使用了伪随机数生成器rand()来生成私钥x和随机数k,因此该算法不适用于安全性要求较高的场景。在实际应用中,应当使用加密学中专门设计的安全随机数生成器。

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