用C语言实现RSA数字签名

RSA数字签名算法是一种非对称加密算法，用于确保消息的完整性和身份验证。下面是一个简单的C语言实现RSA数字签名的示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <openssl/bn.h>
#include <openssl/rsa.h>
#include <openssl/rand.h>
#include <openssl/err.h>

#define KEY_LENGTH 2048
#define EXPONENT 65537

RSA* generate_key() {
    RSA *rsa = NULL;
    BIGNUM *bn = NULL;
    int ret = 0;

    bn = BN_new();
    ret = BN_set_word(bn, EXPONENT);
    if (!ret) {
        fprintf(stderr, "BN_set_word failed: %s\n", ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
        goto cleanup;
    }

    rsa = RSA_new();
    ret = RSA_generate_key_ex(rsa, KEY_LENGTH, bn, NULL);
    if (!ret) {
        fprintf(stderr, "RSA_generate_key_ex failed: %s\n", ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
        RSA_free(rsa);
        rsa = NULL;
        goto cleanup;
    }

cleanup:
    BN_free(bn);
    return rsa;
}

int sign_message(const char *message, size_t message_len, RSA *rsa, unsigned char **sigret, size_t *siglen) {
    int ret = 0;
    unsigned char *sig = NULL;
    EVP_MD_CTX *md_ctx = NULL;

    md_ctx = EVP_MD_CTX_new();
    if (!md_ctx) {
        fprintf(stderr, "EVP_MD_CTX_new failed: %s\n", ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
        goto cleanup;
    }

    ret = EVP_DigestSignInit(md_ctx, NULL, EVP_sha256(), NULL, rsa);
    if (!ret) {
        fprintf(stderr, "EVP_DigestSignInit failed: %s\n", ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
        goto cleanup;
    }

    ret = EVP_DigestSignUpdate(md_ctx, message, message_len);
    if (!ret) {
        fprintf(stderr, "EVP_DigestSignUpdate failed: %s\n", ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
        goto cleanup;
    }

    size_t siglen_tmp = 0;
    ret = EVP_DigestSignFinal(md_ctx, NULL, &siglen_tmp);
    if (!ret) {
        fprintf(stderr, "EVP_DigestSignFinal failed: %s\n", ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
        goto cleanup;
    }

    sig = (unsigned char*) malloc(siglen_tmp);
    if (!sig) {
        fprintf(stderr, "malloc failed\n");
        goto cleanup;
    }

    ret = EVP_DigestSignFinal(md_ctx, sig, &siglen_tmp);
    if (!ret) {
        fprintf(stderr, "EVP_DigestSignFinal failed: %s\n", ERR_error_string(ERR_get_error(), NULL));
        goto cleanup;
    }

    *sigret = sig;
    *siglen = siglen_tmp;
    sig = NULL;

cleanup:
    EVP_MD_CTX_free(md_ctx);
    free(sig);
    return ret;
}

int main() {
    RSA *rsa = NULL;
    unsigned char *sig = NULL;
    size_t siglen = 0;
    const char *message = "hello, world!";
    int ret = 0;

    // 生成密钥对
    rsa = generate_key();
    if (!rsa) {
        fprintf(stderr, "generate_key failed\n");
        goto cleanup;
    }

    // 对消息进行签名
    ret = sign_message(message, strlen(message), rsa, &sig, &siglen);
    if (!ret) {
        fprintf(stderr, "sign_message failed\n");
        goto cleanup;
    }

    // 打印结果
    printf("message: %s\n", message);
    printf("signature: ");
    for (size_t i = 0; i < siglen; i++) {
        printf("%02x", sig[i]);
    }
    printf("\n");

cleanup:
    RSA_free(rsa);
    free(sig);
    return ret;
}

这个示例使用OpenSSL库来实现RSA数字签名。首先使用`generate_key`函数生成一个RSA密钥对，然后使用`sign_message`函数对消息进行签名。最后，打印签名结果。

注意，在实际应用中，签名的消息通常需要进行哈希处理，以确保消息的安全性。此处为了简化示例，直接对原始消息进行签名。