用python语言实现带输出的NTRUsign算法,阶数N为107,用到的函数都要自己编写

时间: 2024-01-22 17:20:57 浏览: 20
NTRUSign算法是基于NTRU加密算法的一种数字签名算法,其具体实现可以分为以下几个步骤: 1. 生成公私钥对 2. 对消息进行哈希操作 3. 使用私钥对哈希值进行加密得到签名 4. 使用公钥对签名进行解密得到哈希值 5. 对比解密得到的哈希值和原哈希值是否相等,若相等则验证成功 具体代码实现如下: ```python import random import hashlib N = 107 # 阶数 q = 2**8 # 模数 p = 3 # 多项式系数 def gcd(a, b): if b == 0: return a else: return gcd(b, a % b) def poly_add(a, b): c = [0] * N for i in range(N): c[i] = (a[i] + b[i]) % q return c def poly_sub(a, b): c = [0] * N for i in range(N): c[i] = (a[i] - b[i]) % q return c def poly_mul(a, b): c = [0] * N for i in range(N): for j in range(N): c[(i+j) % N] += a[i] * b[j] for i in range(N): c[i] = (c[i] % q + q) % q return c def poly_mod(a): c = [0] * N for i in range(N): c[i] = a[i] % p return c def poly_inv(a): b = [0] * N c = [0] * N b[0] = a[0] c[1] = 1 for i in range(1, N): for j in range(i): c[N-i+j] -= b[N-j-1] * c[N-i+j-1] b[i] = -c[N-i] return poly_mod(c) def gen_keys(): f = [0] * N while True: while True: for i in range(N): f[i] = random.randint(-(q-1), q-1) if f[0] != 0: break G = poly_inv(f) if gcd(G[0], p) == 1: break return f, G def hash_msg(msg): h = hashlib.sha256() h.update(msg.encode('utf-8')) return int.from_bytes(h.digest(), 'big') % q def encrypt(f, msg_hash): r = [0] * N e = [0] * N while True: for i in range(N): r[i] = random.randint(-(q-1), q-1) if gcd(poly_mul(f, r)[0], p) == 1: break e = poly_mul(f, r) for i in range(N): e[i] = (e[i] - msg_hash) % q return e def decrypt(G, e): r = poly_mul(G, e) for i in range(N): r[i] = (r[i] % q + q) % q return r def verify(f, msg_hash, r): e = poly_mul(f, r) for i in range(N): e[i] = (e[i] - msg_hash) % q return sum([abs(e[i]) for i in range(N)]) <= q // 2 # 测试样例 msg = "Hello world" msg_hash = hash_msg(msg) f, G = gen_keys() e = encrypt(f, msg_hash) r = decrypt(G, e) print("Verify:", verify(f, msg_hash, r)) ``` 注:由于NTRU算法的特殊性质,这里的多项式系数p不能为2,否则会出现无解的情况。

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