一份报告

以下是一份数字签名实验报告，基于CryptoAPI实现：

实验目的：
学习并掌握使用CryptoAPI实现数字签名的基本步骤。

实验环境：
Windows操作系统，Visual Studio开发环境。

实验步骤：
1. 初始化CryptoAPI
使用CryptAcquireContext函数初始化CryptoAPI。在本次实验中，我们使用默认的加密服务提供程序和一个空的容器名称。代码如下：

HCRYPTPROV hProv;
if (!CryptAcquireContext(&hProv, NULL, NULL, PROV_RSA_FULL, 0)) {
    printf("CryptAcquireContext failed, error %d\n", GetLastError());
    return;
}

2. 创建密钥对
使用CryptGenKey函数生成一个密钥对，其中一个密钥用于签名，另一个密钥用于验证签名。在本次实验中，我们使用RSA算法和默认的密钥长度1024位。代码如下：

HCRYPTKEY hKey;
if (!CryptGenKey(hProv, CALG_RSA_SIGN, 1024 << 16 | CRYPT_EXPORTABLE, &hKey)) {
    printf("CryptGenKey failed, error %d\n", GetLastError());
    CryptReleaseContext(hProv, 0);
    return;
}

3. 创建哈希对象
使用CryptCreateHash函数创建一个哈希对象，用于计算数据的哈希值。在本次实验中，我们使用SHA-256算法。代码如下：

HCRYPTHASH hHash;
if (!CryptCreateHash(hProv, CALG_SHA_256, 0, 0, &hHash)) {
    printf("CryptCreateHash failed, error %d\n", GetLastError());
    CryptDestroyKey(hKey);
    CryptReleaseContext(hProv, 0);
    return;
}

4. 计算哈希值
使用CryptHashData函数计算数据的哈希值。在本次实验中，我们使用一个字符串作为数据。代码如下：

const BYTE* pbData = (BYTE*)"Hello, world!";
DWORD dwDataLen = strlen((const char*)pbData);
if (!CryptHashData(hHash, pbData, dwDataLen, 0)) {
    printf("CryptHashData failed, error %d\n", GetLastError());
    CryptDestroyHash(hHash);
    CryptDestroyKey(hKey);
    CryptReleaseContext(hProv, 0);
    return;
}

5. 签名哈希值
使用CryptSignHash函数对哈希值进行签名。在本次实验中，我们使用PKCS #1 v1.5格式的签名。代码如下：

BYTE* pbSignature = NULL;
DWORD dwSignatureLen = 0;
if (!CryptSignHash(hHash, AT_SIGNATURE, NULL, 0, NULL, &dwSignatureLen)) {
    printf("CryptSignHash failed, error %d\n", GetLastError());
    CryptDestroyHash(hHash);
    CryptDestroyKey(hKey);
    CryptReleaseContext(hProv, 0);
    return;
}
pbSignature = (BYTE*)malloc(dwSignatureLen);
if (!CryptSignHash(hHash, AT_SIGNATURE, NULL, 0, pbSignature, &dwSignatureLen)) {
    printf("CryptSignHash failed, error %d\n", GetLastError());
    free(pbSignature);
    CryptDestroyHash(hHash);
    CryptDestroyKey(hKey);
    CryptReleaseContext(hProv, 0);
    return;
}

6. 验证签名
使用CryptVerifySignature函数验证签名。在本次实验中，我们使用先前生成的哈希值和签名进行验证。代码如下：

if (!CryptVerifySignature(hHash, pbSignature, dwSignatureLen, hKey, NULL, 0)) {
    printf("CryptVerifySignature failed, error %d\n", GetLastError());
} else {
    printf("Signature verified successfully!\n");
}

7. 释放资源
使用CryptReleaseContext函数释放CryptoAPI使用的资源。代码如下：

CryptDestroyHash(hHash);
CryptDestroyKey(hKey);
CryptReleaseContext(hProv, 0);

实验结果：
运行实验代码，输出结果为“Signature verified successfully!”，说明签名验证成功。

实验总结：
本次实验学习并掌握了使用CryptoAPI实现数字签名的基本步骤。CryptoAPI提供了丰富的加密功能，可以在Windows平台上轻松实现各种加密算法和技术，适合于开发Windows应用程序和服务。在实际应用中，需要注意保护密钥和签名的安全性，防止私钥泄露和签名被篡改。