用C++,不使用OpenSSL库函数,简单地实现DSA签名算法代码,哈希函数用H(M)=M替代,要求其中要有实现数字签名算法中的公共参数,实现数字签名算法中的公、私钥,实现数字签名算法中的签名算法,实现数字签名算法中的验证算法

时间: 2024-02-22 17:57:56 浏览: 30
好的,让我们来逐步实现这些要求。 首先,我们需要定义一些公共参数,包括大素数p、q,以及q是p-1的因子,还有一个生成元g,可以使用已知的参数,比如DSA标准中的参数。 ```cpp const uint64_t p = 0xffffffffffffffffull; // 2^64-1 const uint64_t q = 0xfffffffffffffffeull; // 2^64-2 const uint64_t g = 2ull; ``` 接下来,我们需要实现数字签名算法中的公、私钥,其中私钥可以随机生成,公钥由私钥和公共参数计算得到。 ```cpp uint64_t x, y; // 私钥和公钥 // 生成私钥 void generatePrivateKey() { x = rand() % q; // 随机选取一个小于q的整数作为私钥 } // 计算公钥 void calculatePublicKey() { y = powMod(g, x, p); // 公钥为g^x mod p } ``` 其中,`powMod`函数用于计算模幂,可以用快速幂算法实现。 ```cpp // 计算(a^b) mod m uint64_t powMod(uint64_t a, uint64_t b, uint64_t m) { uint64_t res = 1; while (b) { if (b & 1) res = res * a % m; a = a * a % m; b >>= 1; } return res; } ``` 接下来,我们需要实现数字签名算法中的签名算法。签名算法需要使用哈希函数对消息进行哈希,然后选取一个随机数k,并计算r和s。 ```cpp // 签名算法 void sign(const uint8_t* msg, size_t len, uint64_t& r, uint64_t& s) { uint64_t k, invK; do { k = rand() % q; // 随机选取一个小于q的整数作为k invK = powMod(k, q - 2, q); // 计算k的逆元 r = powMod(g, k, p) % q; // 计算r } while (r == 0); // 如果r为0,则重新选取k uint64_t h = *reinterpret_cast<const uint64_t*>(msg); // 直接把消息当作哈希值 uint64_t tmp = (x * r + h) % q; // 计算中间值 s = (invK * tmp) % q; // 计算s } ``` 最后,我们需要实现数字签名算法中的验证算法。验证算法需要使用哈希函数对消息进行哈希,然后计算w、u1、u2、v,并判断v是否等于r。 ```cpp // 验证算法 bool verify(const uint8_t* msg, size_t len, uint64_t r, uint64_t s) { uint64_t h = *reinterpret_cast<const uint64_t*>(msg); // 直接把消息当作哈希值 uint64_t w = powMod(s, q - 2, q); // 计算s的逆元 uint64_t u1 = (h * w) % q; // 计算u1 uint64_t u2 = (r * w) % q; // 计算u2 uint64_t v = (powMod(g, u1, p) * powMod(y, u2, p)) % p % q; // 计算v return v == r; // 如果v等于r,则验证成功 } ``` 这样,我们就完成了用C++实现DSA签名算法的代码。完整代码如下:

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