帮我用python写出N值为41的NTRUsign签名算法,函数自己编写

时间: 2024-03-03 16:50:14 浏览: 32
好的,以下是一个N值为41的NTRUSign签名算法的Python实现示例代码: ```python import random # NTRUSign签名算法实现 class NTRUSign: # 参数定义 class Params: def __init__(self): self.N = 41 # N值 self.q = 2048 # 模数 self.p = 47 # 置换多项式的系数 self.d = 7 # 多项式f和g的度数 self.nu = 3 # 噪声的上界 self.beta = 1 # 公钥中的参数 # 生成密钥对 def generate_key_pair(self): # 生成随机多项式f和g f = self.generate_random_poly() g = self.generate_random_poly() # 计算私钥 h = f.invert(g, self.q) priv_key = (f, g, h) # 计算公钥 f_inv = f.invert() pub_key = (self.beta * f_inv * g) % self.q return priv_key, pub_key # 生成随机多项式 def generate_random_poly(self): coeffs = [random.randint(-self.nu, self.nu) for i in range(self.d)] return Poly(coeffs, self.q) # 多项式类 class Poly: def __init__(self, coeffs, q): self.coeffs = coeffs self.q = q # 多项式加法 def __add__(self, other): coeffs = [(self.coeffs[i] + other.coeffs[i]) % self.q for i in range(len(self.coeffs))] return Poly(coeffs, self.q) # 多项式减法 def __sub__(self, other): coeffs = [(self.coeffs[i] - other.coeffs[i]) % self.q for i in range(len(self.coeffs))] return Poly(coeffs, self.q) # 多项式乘法 def __mul__(self, other): coeffs = [0] * (len(self.coeffs) + len(other.coeffs) - 1) for i in range(len(self.coeffs)): for j in range(len(other.coeffs)): coeffs[i+j] += (self.coeffs[i] * other.coeffs[j]) coeffs = [c % self.q for c in coeffs] return Poly(coeffs, self.q) # 多项式取反 def __neg__(self): coeffs = [-c % self.q for c in self.coeffs] return Poly(coeffs, self.q) # 多项式求逆 def invert(self, mod_poly=None): if not mod_poly: mod_poly = Poly([1, 0, 1], self.q) r = self t = Poly([0], self.q) new_t = Poly([1], self.q) while not r.is_zero(): q, _ = divmod(mod_poly, r) t, new_t = new_t, t - q * new_t r, mod_poly = mod_poly % r, r if mod_poly.coeffs[0] != 1: raise ZeroDivisionError("Polynomial not invertible") return t * mod_poly.invert() # 多项式是否为0 def is_zero(self): return all(c == 0 for c in self.coeffs) # 多项式转为字节串 def to_bytes(self): return b"".join([c.to_bytes(2, byteorder="big") for c in self.coeffs]) # 从字节串中还原多项式 @classmethod def from_bytes(cls, data, q): coeffs = [int.from_bytes(data[i:i+2], byteorder="big", signed=True) % q for i in range(0, len(data), 2)] return cls(coeffs, q) # 签名 @staticmethod def sign(priv_key, message): f, g, h = priv_key r = NTRUSign.Params().generate_random_poly() e = NTRUSign.Params().generate_random_poly() s = (h * r + e - f * Poly(list(message), NTRUSign.Params().q)) % NTRUSign.Params().q return r.to_bytes() + s.to_bytes() # 验证签名 @staticmethod def verify(pub_key, message, signature): f_inv = Poly([NTRUSign.Params().beta], NTRUSign.Params().q) * pub_key r = Poly.from_bytes(signature[:84], NTRUSign.Params().q) s = Poly.from_bytes(signature[84:], NTRUSign.Params().q) m_calc = (f_inv * s + r).coeffs[0:NTRUSign.Params().d] return list(message) == m_calc ``` 使用示例: ```python # 生成密钥对 params = NTRUSign.Params() priv_key, pub_key = params.generate_key_pair() # 签名 message = b"Hello, world!" signature = NTRUSign.sign(priv_key, message) # 验证签名 is_valid = NTRUSign.verify(pub_key, message, signature) print("Signature is valid:", is_valid) ``` 需要注意的是,此代码仅作为示例,实际使用中需要根据具体情况进行修改和完善。

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