帮我写一段无需使用相关库的带输出的NTRU数字签名的java语言代码

时间: 2024-05-12 22:18:17 浏览: 8
好的,以下是一份基于NTRU数字签名的简单Java代码,无需使用相关库: ``` import java.math.BigInteger; import java.security.MessageDigest; import java.security.NoSuchAlgorithmException; import java.util.Random; public class NTRU { private static final int MESSAGE_LENGTH = 64; // 消息长度 private static final int N = 503; // NTRU公共参数,不用更改 private static final int P = 3; // NTRU公共参数,不用更改 private static final int Q = 101; // NTRU公共参数,不用更改 private static final int D = 97; // NTRU公共参数,不用更改 private static final int DR = 90; // NTRU公共参数,不用更改 private BigInteger s; // 加密密钥 private BigInteger h; // 验证公钥 private BigInteger f; // 签名私钥 // 生成加密密钥、验证公钥和签名私钥 public void generateKeyPair() { BigInteger t = generateT(); BigInteger b = generateB(t); BigInteger a = createA(t, b); BigInteger c = createC(a, b); s = createS(c); h = createH(a, b); f = createF(t, c); } // 对消息进行签名 public BigInteger sign(byte[] message) { BigInteger m = new BigInteger(1, message); BigInteger e = createE(m); BigInteger u = createU(e); return u; } // 验证签名是否合法 public boolean verify(byte[] message, BigInteger u) { BigInteger m = new BigInteger(1, message); BigInteger v = createV(h, u); BigInteger e = createE(m); BigInteger t = createT(v, e); return t.equals(u.modPow(f, BigInteger.valueOf(Q))); } // 生成NTT变换参数t private BigInteger generateT() { Random random = new Random(); BigInteger t = BigInteger.valueOf(random.nextInt((int) Math.pow(2, DR - 1))); return t.setBit(DR - 1).setBit(0).setBit(N); } // 生成多项式b private BigInteger generateB(BigInteger t) { BigInteger b; do { b = new BigInteger(N, new Random()); b = b.setBit(N - 1).setBit(P - 1).setBit(0); } while (t.gcd(b).intValue() != 1); return b; } // 生成多项式a private BigInteger createA(BigInteger t, BigInteger b) { BigInteger a = t.divide(b); return a; } // 生成多项式c private BigInteger createC(BigInteger a, BigInteger b) { Random random = new Random(); BigInteger c = new BigInteger(N, random); c = c.setBit(N - 1).setBit(P).setBit(0); return c.subtract(a.multiply(b)); } // 生成加密密钥s private BigInteger createS(BigInteger c) { return c.modPow(BigInteger.valueOf(D), BigInteger.valueOf(Q)); } // 生成验证公钥h private BigInteger createH(BigInteger a, BigInteger b) { return b.modInverse(BigInteger.valueOf(Q)).multiply(a).mod(BigInteger.valueOf(Q)); } // 生成签名私钥f private BigInteger createF(BigInteger t, BigInteger c) { return t.multiply(c.modInverse(BigInteger.valueOf(Q))).mod(BigInteger.valueOf(Q-1)); } // 计算多项式e private BigInteger createE(BigInteger m) { byte[] hashedMessage = sha256(m.toByteArray()); BigInteger e = new BigInteger(1, hashedMessage).modPow(BigInteger.valueOf(2), BigInteger.valueOf(Q)); return e; } // 计算多项式u private BigInteger createU(BigInteger e) { BigInteger u = e.multiply(s).mod(BigInteger.valueOf(Q)); return u; } // 计算多项式v private BigInteger createV(BigInteger h, BigInteger u) { BigInteger v = u.mod(h).modPow(BigInteger.valueOf(D), BigInteger.valueOf(Q)); return v; } // 计算t private BigInteger createT(BigInteger v, BigInteger e) { BigInteger t = v.modPow(e, BigInteger.valueOf(Q)); return t; } // SHA-256散列函数 private static byte[] sha256(byte[] message) { try { MessageDigest sha256 = MessageDigest.getInstance("SHA-256"); sha256.update(message); return sha256.digest(); } catch (NoSuchAlgorithmException e) { throw new RuntimeException(e); } } public static void main(String[] args) { NTRU ntru = new NTRU(); ntru.generateKeyPair(); byte[] message = "Hello, world!".getBytes(); BigInteger signature = ntru.sign(message); boolean valid = ntru.verify(message, signature); System.out.println("Valid signature: " + valid); } } ``` 请注意:这仅仅是一个非常简单的示例,实际运用中需要更复杂的实现。此外,对于严格安全性的要求,建议使用专业的库函数实现。

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