计算ELGamal数字签名算法代码:
时间: 2024-11-03 21:16:31 浏览: 41
ELGamal是一种非对称加密算法,而数字签名是用来验证数据完整性和发送者的身份。在计算ElGamal数字签名时,我们需要私钥(用于生成签名)和公钥(用于验证签名)。以下是一个简单的C语言实现,包括生成密钥对、签名以及验证签名:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <gmp.h> // 使用GMP库处理大整数
// 定义椭圆曲线参数
typedef struct {
mpz_t p, G, y; // 大于2的大素数p,基点G和公钥y
} CurveParams;
// 生成随机数
mpz_t random_mpz(mpz_t n) {
mpz_urandomb(n, gmp_randstate_new(0), n->size);
mpz_setbit(n, 0); // 添加最高位为1
return n;
}
// 计算模p次幂
mpz_t modpow(mpz_t base, mpz_t exp, mpz_t modulus) {
mpz_t result;
mpz_init(result);
mpz_powm(result, base, exp, modulus);
return result;
}
// 密钥生成 (公钥和私钥)
void generate_keys(CurveParams* params) {
mpz_inits(params->p, params->G, params->y, NULL);
// 选择大素数p和基点G
mpz_set_ui(params->p, 65537); // 常见的选择,如FIPS 186-3建议的p值
mpz_set_ui(params->G, 3); // 标准的椭圆曲线E: y^2 = x^3 + 7 (mod 65537)
// 私钥为随机数
mpz_init(params->y);
mpz_random_prime(params->y, params->p, 1);
}
// 签名(用私钥)
void sign(const CurveParams* params, mpz_t message, mpz_t signature) {
mpz_t k, R, S;
mpz_inits(k, R, S, NULL);
// 随机选择k
mpz_random_mpz(k, params->y);
// 计算R = k * G (mod p)
mpz_mul(R, k, params->G);
mpz_sub(R, R, params->p); // 对p取余确保结果在[1,p-1]范围内
// 计算S = k^-1 * (H(m) + y * r) (mod p-1)
mpz_invmod(k, k, params->p - 1);
mpz_mod_exp(S, k, message, params->p - 1);
mpz_add(S, S, mpz_mul(params->y, R));
// 将S转换为字节数组并存储为签名
mpz_get_str(signature, 16, S); // 注意这里的16表示十六进制输出
mpz_clears(k, R, S, NULL);
}
// 验证签名(用公钥)
int verify(const CurveParams* params, mpz_t message, mpz_t signature) {
mpz_t k, R, Hm;
mpz_inits(k, R, Hm, NULL);
// 解码签名到十六进制
mpz_set_str(k, signature, 16);
// 计算H(m)
mpz_init(Hm);
mpz_set_str(Hm, mpz_get_str(NULL, 16, message), 16);
// 计算R = k * G (mod p)
mpz_mul(R, k, params->G);
mpz_sub(R, R, params->p); // 取模
// 如果S == k^-1 * (H(m) + y * r),则返回1(真)
mpz_invmod(k, k, params->p - 1);
mpz_mod_exp(R, R, params->p - 1, params->y);
mpz_add(R, R, Hm);
if (mpz_cmp(R, signature) == 0) {
mpz_clears(k, R, Hm, NULL);
return 1;
}
mpz_clears(k, R, Hm, NULL);
return 0;
}
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