SHA256与RSA：数字签名实战与算法理解

本文档详细介绍了基于SHA256和RSA的数字签名技术在C++和Java中的实现过程，重点集中在两个核心算法以及相关的编码挑战上。 首先，文章讲述了作者在尝试自定义大数类和素性检测函数时遇到的问题。作者最初用C++进行开发，但发现效率低下且库文件庞大，于是转向使用Java，利用其内置的大数类，这有助于简化代码并提高性能。在这个过程中，作者不仅实现了RSA算法，还深入理解了RSA算法的工作原理，包括公钥和私钥的生成、加密和解密过程，以及大数运算在这些过程中的关键作用。 SHA256哈希函数的实现相对容易些，但并非易如反掌。作者参考了Wikipedia上的伪代码，将其转化为Java代码。在实际操作中，遇到了问题，例如处理英文字符串的哈希值与在线工具结果不符，通过对比分析和修正代码中的负数右移问题（使用无符号右移操作>>>），最终解决了这一难题。 签名函数是整个流程中的最后一个环节，也是相对较为顺利的部分。作者成功地生成了文件的SHA256散列值，生成并导出了RSA密钥，然后对文件进行了签名，并验证了签名的有效性。图1和图2展示了这个过程的测试结果，证明了签名和验证功能的正确性。 图3展示了在控制台环境中生成RSA密钥和计算文件哈希值的过程，虽然因为控制台限制无法显示中文，但通过清晰的命令行输出，可以观察到整个步骤的执行情况。图4则进一步展示了使用生成的密钥对文件进行签名，并成功验证，验证了整个数字签名系统的有效性。 本文档提供了一个实际操作的例子，展示了如何在C++和Java中结合SHA256和RSA算法来实现数字签名，同时揭示了在编码过程中遇到的技术挑战和解决方案。这对于开发者理解和应用这两种常见的信息安全技术具有很高的参考价值。