openssl+ SM2 + linux 签名开发实例(C++)

一、SM2 签名理论基础

SM2是中国国家密码管理局发布的椭圆曲线密码算法标准,用于数字签名、密钥交换和公钥加密等安全通信场景。以下是SM2签名的理论基础相关知识点:

  1. 椭圆曲线密码学(Elliptic Curve Cryptography,ECC): SM2基于椭圆曲线密码学,该密码学利用椭圆曲线上的数学运算实现加密和签名。椭圆曲线的选择对于安全性至关重要。

  2. SM2签名算法: SM2签名算法采用基于椭圆曲线的数字签名算法(ECDSA)。签名过程涉及到私钥的使用和椭圆曲线上的数学运算。

  3. 椭圆曲线参数: SM2使用了特定的椭圆曲线参数,包括椭圆曲线方程、基点坐标、曲线上的素数阶数等。这些参数在标准中有详细规定。

  4. 椭圆曲线的离散对数问题: ECC的安全性基于椭圆曲线上的离散对数问题的难解性,即在给定椭圆曲线参数和基点的情况下,计算离散对数是困难的。

  5. SM2签名流程:

    • 选择椭圆曲线参数。
    • 生成随机数作为私钥。
    • 利用椭圆曲线上的点乘法计算公钥。
    • 签名者
OpenSSL是一个流行的开源密码库,提供了一系列强大的加密、解密、签名和验证功能。版本3.4.0引入了对SM2(安全多方信息交换标准)的支持,这是一种中国制定的非对称加密算法。 在C++中使用OpenSSL 3.4.0进行SM2签名和验签,你可以按照以下步骤操作: 1. **安装 OpenSSL**: 首先确保你已经安装了最新版的OpenSSL,对于C++支持,需要包含`openssl`库和相关的头文件。 2. **包括必要的头文件**: 使用`#include <openssl/pem.h>`、`#include <openssl/rsa.h>`以及`#include <openssl/sha.h>`等,SM2相关的头文件可能会在`openssl-sm2`模块下。 3. **生成SM2密钥对**: 使用`EC_KEY_generate_key()`函数创建一个新的SM2私钥,并存储到PEM文件中,同时保存公钥用于验证。 4. **SM2签名**: 对于要签名的数据,使用`ECDSA_sign()`函数,它接受数据、随机数(一般从`RAND_bytes()`获取)、以及私钥作为输入,返回签名结果。 5. **SM2验签**: 使用`ECDSA_verify()`函数,传入已知的公钥、签名、数据和哈希值,检查签名的有效性。 ```cpp #include <openssl/ec.h> // ...其他头文件... // 创建并初始化SM2密钥 EC_KEY* sk = EC_KEY_new_by_curve_name(NID_sm2p256v1); BIGNUM* privKeyBN = BN_new(); ECDSA_SIG* sig; // 签名过程 unsigned char data[] = "Your data"; size_t dataSize = sizeof(data); int ret = BN_bin2bn(data, dataSize, &privKeyBN); // 转换数据到BN格式 if (ret != 1) { // 错误处理... } // 获取随机数 RAND_bytes(privKeyBN, ECDSA_size(sk)); // 或者其他方式获取随机数 // 创建签名 ECDSA_sign(0, privKeyBN, NULL, &data, dataSize, &sig); // 验证签名 if (ECDSA_do_verify(data, dataSize, sig, sk)) { std::cout << "Signature is valid." << std::endl; } else { std::cout << "Signature verification failed." << std::endl; } ```
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