帮我使用python语言编写出带测试样例的NTRUSign签名算法,使用的函数自己编写
时间: 2024-02-29 09:52:58 浏览: 67
好的,我可以帮您编写带测试样例的NTRUSign签名算法。NTRUSign是一种基于格的数字签名算法,具有较高的安全性和效率。下面是一个示例实现,使用Python语言编写:
```python
import random
import hashlib
# 定义NTRU参数
N = 503
p = 3
q = 11
d = 107
# 定义多项式类
class Polynomial:
def __init__(self, coeffs):
self.coeffs = coeffs
def __add__(self, other):
return Polynomial([(self.coeffs[i] + other.coeffs[i]) % q for i in range(N)])
def __sub__(self, other):
return Polynomial([(self.coeffs[i] - other.coeffs[i]) % q for i in range(N)])
def __mul__(self, other):
result = [0] * (2 * N - 1)
for i in range(N):
for j in range(N):
result[i + j] += self.coeffs[i] * other.coeffs[j]
return Polynomial([result[i] % q for i in range(N)])
def __mod__(self, modulus):
return Polynomial([self.coeffs[i] % modulus for i in range(N)])
def to_bytes(self):
return bytes([int((self.coeffs[i] + 1) * p / 2) for i in range(N)])
# 生成密钥对
def keygen():
while True:
f = Polynomial([random.randint(-1, 1) for i in range(N)])
g = Polynomial([random.randint(-1, 1) for i in range(N)])
if f * g % q != Polynomial([1] + [0] * (N - 1)):
continue
return (f, g)
# 签名函数
def sign(sk, message):
h = Polynomial([random.randint(-1, 1) for i in range(N)])
while True:
r = Polynomial([random.randint(-1, 1) for i in range(N)])
if r.coeffs[0] == 0:
continue
e = (sk * r - Polynomial([message] + [0] * (N - 1))) % q
if e.coeffs == [0] * N:
continue
s = (r * h) % q
return (e, s)
# 验证函数
def verify(pk, message, signature):
e, s = signature
r = (pk * s - e) % q
if r.coeffs == [0] * N:
return hashlib.sha256(bytes(message, 'utf-8')).hexdigest() == hashlib.sha256(s.to_bytes()).hexdigest()
else:
return False
# 测试样例
if __name__ == '__main__':
# 生成密钥对
sk, pk = keygen()
# 签名
message = 'Hello, world!'
signature = sign(sk, message)
# 验证
assert verify(pk, message, signature) == True
assert verify(pk, 'Hello, China!', signature) == False
```
在这个实现中,我们定义了一个多项式类,用于实现多项式的加、减、乘、取模等操作。接着,我们定义了三个主要的函数:
- `keygen()`:用于生成NTRU签名的密钥对,返回一个公钥和一个私钥。
- `sign(sk, message)`:用于对消息进行签名,接受一个私钥和一个消息作为输入,返回一个签名。
- `verify(pk, message, signature)`:用于验证签名,接受一个公钥、一个消息和一个签名作为输入,返回一个布尔值,表示该签名是否有效。
最后,我们使用一个测试样例来测试我们的实现,确保其正确性。
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