C语言实现ECDSA算法

ECDSA（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm）是一种基于椭圆曲线密码学的数字签名标准，它在C语言中通常通过一些数学库如OpenSSL或者Bouncy Castle来实现。以下是简要步骤：

1. **生成密钥对**：
- 使用随机数生成器生成一个私钥，通常是一个大整数。
- 对于指定的椭圆曲线，使用私钥计算公钥，即椭圆曲线上对应点的X坐标。

2. **消息哈希**：
- 将需要签名的消息通过哈希函数转换成一个固定长度的二进制字符串。

3. **签名过程**：
- 使用私钥和消息哈希进行两次运算，得到两个数值R和S。
- R是通过点乘法得到的，而S则是满足特定条件的随机数，然后通过一种叫做"窗体填充"的方法计算出来。

4. **验证签名**：
- 使用公钥和收到的签名(R,S)在相同的椭圆曲线上重建点Q，然后验证Q是否真的在该曲线上，并且是原始消息的合法签名。

由于涉及复杂的数学运算和库函数调用，直接在这里展示完整的C代码并非易事。你需要参考相应的文档并结合实际代码示例来学习和理解如何在C语言中操作。如果你想要详细了解实现细节，可以查阅OpenSSL官方文档或在线教程。

相关问题

C语言实现ECDSA，其中椭圆曲线使用ED25519

实现ECDSA（椭圆曲线数字签名算法）需要对数学知识和编程技巧有一定了解。在 C 语言中，使用 ED25519 椭圆曲线可以实现 ECDSA 算法。

首先，需要确定签名算法的参数，例如椭圆曲线的方程和生成元。其次，可以使用标准的数学函数实现 ECDSA 算法的步骤，如数据哈希、生成私钥、生成公钥以及对签名进行验证等。

最后，使用相关的库或者代码实现 ECDSA 算法，例如 OpenSSL 等。请注意，ECDSA 算法的实现过程需要注意安全性，以防止被攻击者破坏签名的完整性。

总的来说，实现 ECDSA 需要对数学知识和编程技巧有深入的了解，需要耐心和毅力。

c语言实现sm2算法

SM2算法是一种基于椭圆曲线密码体制的公钥密码算法，广泛应用于数字签名、身份认证、密钥协商等场景。在C语言中实现SM2算法需要借助一些常用的密码学库，例如OpenSSL、libgcrypt等。以下是一个使用OpenSSL库实现SM2算法的示例代码：

#include <openssl/ec.h>
#include <openssl/ecdsa.h>
#include <openssl/evp.h>
#include <openssl/rand.h>
#include <openssl/bn.h>

#define SM2_NID NID_sm2
#define SM2_PUBKEY_SIZE 65
#define SM2_PRIVKEY_SIZE 32

int sm2_gen_keypair(unsigned char *pubkey, unsigned char *privkey) {
    EC_KEY *ec_key = EC_KEY_new_by_curve_name(SM2_NID);
    if (ec_key == NULL) {
        return -1;
    }

    if (!EC_KEY_generate_key(ec_key)) {
        EC_KEY_free(ec_key);
        return -1;
    }

    const EC_GROUP *ec_group = EC_KEY_get0_group(ec_key);
    const EC_POINT *ec_pubkey = EC_KEY_get0_public_key(ec_key);
    const BIGNUM *ec_privkey = EC_KEY_get0_private_key(ec_key);

    size_t pubkey_len = EC_POINT_point2oct(ec_group, ec_pubkey, POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED, NULL, 0, NULL);
    unsigned char *tmp_pubkey = malloc(pubkey_len);
    if (tmp_pubkey == NULL) {
        EC_KEY_free(ec_key);
        return -1;
    }

    if (EC_POINT_point2oct(ec_group, ec_pubkey, POINT_CONVERSION_UNCOMPRESSED, tmp_pubkey, pubkey_len, NULL) != pubkey_len) {
        free(tmp_pubkey);
        EC_KEY_free(ec_key);
        return -1;
    }

    memcpy(pubkey, tmp_pubkey + 1, SM2_PUBKEY_SIZE);
    memcpy(privkey, ec_privkey, SM2_PRIVKEY_SIZE);

    free(tmp_pubkey);
    EC_KEY_free(ec_key);

    return 0;
}

int sm2_sign(const unsigned char *msg, size_t msg_len, const unsigned char *privkey, unsigned char *signature) {
    EC_KEY *ec_key = EC_KEY_new_by_curve_name(SM2_NID);
    if (ec_key == NULL) {
        return -1;
    }

    BIGNUM *ec_privkey = BN_bin2bn(privkey, SM2_PRIVKEY_SIZE, NULL);
    if (ec_privkey == NULL) {
        EC_KEY_free(ec_key);
        return -1;
    }

    if (!EC_KEY_set_private_key(ec_key, ec_privkey)) {
        BN_clear_free(ec_privkey);
        EC_KEY_free(ec_key);
        return -1;
    }

    const EVP_MD *md = EVP_sm3();
    if (md == NULL) {
        BN_clear_free(ec_privkey);
        EC_KEY_free(ec_key);
        return -1;
    }

    unsigned char digest[EVP_MAX_MD_SIZE];
    unsigned int digest_len;
    if (!EVP_Digest(msg, msg_len, digest, &digest_len, md, NULL)) {
        BN_clear_free(ec_privkey);
        EC_KEY_free(ec_key);
        return -1;
    }

    ECDSA_SIG *ec_sig = ECDSA_do_sign(digest, digest_len, ec_key);
    if (ec_sig == NULL) {
        BN_clear_free(ec_privkey);
        EC_KEY_free(ec_key);
        return -1;
    }

    BIGNUM *r = NULL;
    BIGNUM *s = NULL;
    ECDSA_SIG_get0(ec_sig, (const BIGNUM **)&r, (const BIGNUM **)&s);

    int ret = 0;
    if (BN_bn2binpad(r, signature + 0, SM2_PRIVKEY_SIZE) != SM2_PRIVKEY_SIZE ||
        BN_bn2binpad(s, signature + SM2_PRIVKEY_SIZE, SM2_PRIVKEY_SIZE) != SM2_PRIVKEY_SIZE) {
        ret = -1;
    }

    BN_clear_free(ec_privkey);
    ECDSA_SIG_free(ec_sig);
    EC_KEY_free(ec_key);

    return ret;
}

int sm2_verify(const unsigned char *msg, size_t msg_len, const unsigned char *pubkey, const unsigned char *signature) {
    EC_KEY *ec_key = EC_KEY_new_by_curve_name(SM2_NID);
    if (ec_key == NULL) {
        return -1;
    }

    const EC_GROUP *ec_group = EC_KEY_get0_group(ec_key);
    const EVP_MD *md = EVP_sm3();
    if (md == NULL) {
        EC_KEY_free(ec_key);
        return -1;
    }

    unsigned char digest[EVP_MAX_MD_SIZE];
    unsigned int digest_len;
    if (!EVP_Digest(msg, msg_len, digest, &digest_len, md, NULL)) {
        EC_KEY_free(ec_key);
        return -1;
    }

    EC_POINT *ec_pubkey = EC_POINT_new(ec_group);
    if (ec_pubkey == NULL) {
        EC_KEY_free(ec_key);
        return -1;
    }

    if (!EC_POINT_oct2point(ec_group, ec_pubkey, pubkey, SM2_PUBKEY_SIZE, NULL)) {
        EC_POINT_free(ec_pubkey);
        EC_KEY_free(ec_key);
        return -1;
    }

    ECDSA_SIG *ec_sig = ECDSA_SIG_new();
    if (ec_sig == NULL) {
        EC_POINT_free(ec_pubkey);
        EC_KEY_free(ec_key);
        return -1;
    }

    BIGNUM *r = BN_bin2bn(signature + 0, SM2_PRIVKEY_SIZE, NULL);
    BIGNUM *s = BN_bin2bn(signature + SM2_PRIVKEY_SIZE, SM2_PRIVKEY_SIZE, NULL);

    int ret = 0;
    if (r == NULL || s == NULL || !ECDSA_SIG_set0(ec_sig, r, s) || !ECDSA_do_verify(digest, digest_len, ec_sig, ec_pubkey)) {
        ret = -1;
    }

    BN_clear_free(r);
    BN_clear_free(s);
    ECDSA_SIG_free(ec_sig);
    EC_POINT_free(ec_pubkey);
    EC_KEY_free(ec_key);

    return ret;
}

此代码使用了OpenSSL库的EC模块和ECDSA模块实现了SM2算法的密钥生成、签名和验证功能。在使用之前需要先安装OpenSSL库并链接到编译器中。