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Java.security.SignatureとMessageDigestおよびCipherでSHA1およびRSAを使用する

JavaJava.security.Signatureクラスが何をするかを理解しようとしています。SHA1メッセージダイジェストを計算し、それを暗号化する場合RSAを使用してダイジェストすると、同じものに署名するようにSignatureクラスに尋ねると異なる結果が得られます：

// Generate new key
KeyPair keyPair = KeyPairGenerator.getInstance("RSA").generateKeyPair();
PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
String plaintext = "This is the message being signed";

// Compute signature
Signature instance = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
instance.initSign(privateKey);
instance.update((plaintext).getBytes());
byte[] signature = instance.sign();

// Compute digest
MessageDigest sha1 = MessageDigest.getInstance("SHA1");
byte[] digest = sha1.digest((plaintext).getBytes());

// Encrypt digest
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
byte[] cipherText = cipher.doFinal(digest);

// Display results
System.out.println("Input data: " + plaintext);
System.out.println("Digest: " + bytes2String(digest));
System.out.println("Cipher text: " + bytes2String(cipherText));
System.out.println("Signature: " + bytes2String(signature));

結果（例）：

入力データ：これは署名されるメッセージです
ダイジェスト：62b0a9ef15461c82766fb5bdaae9edbe4ac2e067
暗号文：057dc0d2f7f54acc95d3cf5cba9f944619394711003bdd12 ...
署名：7177c74bbbb871cc0af92e30d2808ebae146f25d3fd8ba1622 ...

私はSignatureが何をしているのかという基本的な誤解がなければならない-私はそれをたどり、MessageDigestオブジェクト。アルゴリズムはSHA1に設定されており、ダイジェストを取得してから暗号化を実行します。結果の違いは何ですか？

編集：

レオニダスは、私が考えていることを署名方式が実行することになっているかどうかを確認させました。 [〜＃〜] rfc [〜＃〜] には2種類の署名が定義されています。

これらの最初 （PKCS1）は上記で説明したものです。ハッシュ関数を使用してダイジェストを作成し、その結果を秘密鍵で暗号化します。

2番目のアルゴリズム はランダムなソルト値を使用し、より安全ですが非決定的です。上記のコードから生成された署名は、同じキーが繰り返し使用されても変更されないため、PSSになるとは思わない。

編集：

これがbytes2string私が使用していた方法：

private static String bytes2String(byte[] bytes) {
    StringBuilder string = new StringBuilder();
    for (byte b : bytes) {
        String hexString = Integer.toHexString(0x00FF & b);
        string.append(hexString.length() == 1 ? "0" + hexString : hexString);
    }
    return string.toString();
}
javaencryptioncryptographyrsadigital-signature
66
Mike Houston

OK、私は何が起こっているかを解決しました。私は愚かだった。 Leonidasは正しい。暗号化されるのはハッシュだけではなく、ダイジェストと連結されたハッシュアルゴリズムのIDです。

  DigestInfo ::= SEQUENCE {
      digestAlgorithm AlgorithmIdentifier,
      digest OCTET STRING
  }

それが彼らが異なる理由です。

51
Mike Houston

同じ結果を生成するには：

MessageDigest sha1 = MessageDigest.getInstance("SHA1", BOUNCY_CASTLE_PROVIDER);
byte[] digest = sha1.digest(content);
DERObjectIdentifier sha1oid_ = new DERObjectIdentifier("1.3.14.3.2.26");

AlgorithmIdentifier sha1aid_ = new AlgorithmIdentifier(sha1oid_, null);
DigestInfo di = new DigestInfo(sha1aid_, digest);

byte[] plainSig = di.getDEREncoded();
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding", BOUNCY_CASTLE_PROVIDER);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
byte[] signature = cipher.doFinal(plainSig);
9
Romulo Pereira

Bytes2Stringメソッドのもう少し効率的なバージョンは

private static final char[] hex = {'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'};
private static String byteArray2Hex(byte[] bytes) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder(bytes.length * 2);
    for (final byte b : bytes) {
        sb.append(hex[(b & 0xF0) >> 4]);
        sb.append(hex[b & 0x0F]);
    }
    return sb.toString();
}
4
magiconair

えーと、あなたの質問を理解した後：署名方法はSHA1を作成して暗号化するだけだと確信していますか？ GPGらは、データの圧縮/クリア署名を提供しています。たぶん、このJava-signature-algは、取り外し可能/接続可能な署名も作成します。

4
Leonidas

@Mike Houstonの回答をポインターとして、署名とハッシュ、暗号化を行う完全なサンプルコードを以下に示します。

/**
 * @param args
 */
public static void main(String[] args)
{
    try
    {
        boolean useBouncyCastleProvider = false;

        Provider provider = null;
        if (useBouncyCastleProvider)
        {
            provider = new BouncyCastleProvider();
            Security.addProvider(provider);
        }

        String plainText = "This is a plain text!!";

        // KeyPair
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = null;
        if (null != provider)
            keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA", provider);
        else
            keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyPairGenerator.initialize(2048);

        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();

        // Signature
        Signature signatureProvider = null;
        if (null != provider)
            signatureProvider = Signature.getInstance("SHA256WithRSA", provider);
        else
            signatureProvider = Signature.getInstance("SHA256WithRSA");
        signatureProvider.initSign(keyPair.getPrivate());

        signatureProvider.update(plainText.getBytes());
        byte[] signature = signatureProvider.sign();

        System.out.println("Signature Output : ");
        System.out.println("\t" + new String(Base64.encode(signature)));

        // Message Digest
        String hashingAlgorithm = "SHA-256";
        MessageDigest messageDigestProvider = null;
        if (null != provider)
            messageDigestProvider = MessageDigest.getInstance(hashingAlgorithm, provider);
        else
            messageDigestProvider = MessageDigest.getInstance(hashingAlgorithm);
        messageDigestProvider.update(plainText.getBytes());

        byte[] hash = messageDigestProvider.digest();

        DigestAlgorithmIdentifierFinder hashAlgorithmFinder = new DefaultDigestAlgorithmIdentifierFinder();
        AlgorithmIdentifier hashingAlgorithmIdentifier = hashAlgorithmFinder.find(hashingAlgorithm);

        DigestInfo digestInfo = new DigestInfo(hashingAlgorithmIdentifier, hash);
        byte[] hashToEncrypt = digestInfo.getEncoded();

        // Crypto
        // You could also use "RSA/ECB/PKCS1Padding" for both the BC and Sun Providers.
        Cipher encCipher = null;
        if (null != provider)
            encCipher = Cipher.getInstance("RSA/NONE/PKCS1Padding", provider);
        else
            encCipher = Cipher.getInstance("RSA");
        encCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keyPair.getPrivate());

        byte[] encrypted = encCipher.doFinal(hashToEncrypt);

        System.out.println("Hash and Encryption Output : ");
        System.out.println("\t" + new String(Base64.encode(encrypted)));
    }
    catch (Throwable e)
    {
        e.printStackTrace();
    }
}

BouncyCastle ProviderまたはデフォルトのSun Providerを使用できます。

1
always_a_rookie_to_learn

同様の問題があり、コードの追加をテストしたところ、興味深い結果が見つかりました。このコードを追加すると、使用する「プロバイダー」に応じて、会社が異なる可能性があると推測できます。 （暗号化に含まれるデータは、すべてのプロバイダーで常に等しいとは限らないため）。

私のテストの結果。

結論-署名の解読= ???（trash）+ DigestInfo（「ゴミ」の値がわかっている場合、デジタル署名は等しくなります）

IDE Eclipse出力...

入力データ：これは署名されるメッセージです

ダイジェスト：62b0a9ef15461c82766fb5bdaae9edbe4ac2e067

DigestInfo：3021300906052b0e03021a0500041462b0a9ef15461c82766fb5bdaae9edbe4ac2e067

署名解読：1ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff003021300906052b0e03021a0500041462b0a9ef15461c82766fb5bdaae9edbe4ac2e067

コード

import Java.security.InvalidKeyException;
import Java.security.KeyPair;
import Java.security.KeyPairGenerator;
import Java.security.MessageDigest;
import Java.security.NoSuchAlgorithmException;
import Java.security.NoSuchProviderException;
import Java.security.PrivateKey;
import Java.security.PublicKey;
import Java.security.Signature;
import Java.security.SignatureException;
import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import org.bouncycastle.asn1.x509.DigestInfo;
import org.bouncycastle.asn1.DERObjectIdentifier;
import org.bouncycastle.asn1.x509.AlgorithmIdentifier;
public class prueba {
/**
* @param args
* @throws NoSuchProviderException 
* @throws NoSuchAlgorithmException 
* @throws InvalidKeyException 
* @throws SignatureException 
* @throws NoSuchPaddingException 
* @throws BadPaddingException 
* @throws IllegalBlockSizeException 
*///
public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchProviderException, InvalidKeyException, SignatureException, NoSuchPaddingException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
// TODO Auto-generated method stub
KeyPair keyPair = KeyPairGenerator.getInstance("RSA","BC").generateKeyPair();
PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
PublicKey puKey = keyPair.getPublic();
String plaintext = "This is the message being signed";
// Hacer la firma
Signature instance = Signature.getInstance("SHA1withRSA","BC");
instance.initSign(privateKey);
instance.update((plaintext).getBytes());
byte[] signature = instance.sign();
// En dos partes primero hago un Hash
MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("SHA1", "BC");
byte[] hash = digest.digest((plaintext).getBytes());
// El digest es identico a  openssl dgst -sha1 texto.txt
//MessageDigest sha1 = MessageDigest.getInstance("SHA1","BC");
//byte[] digest = sha1.digest((plaintext).getBytes());
AlgorithmIdentifier digestAlgorithm = new AlgorithmIdentifier(new
DERObjectIdentifier("1.3.14.3.2.26"), null);
// create the digest info
DigestInfo di = new DigestInfo(digestAlgorithm, hash);
byte[] digestInfo = di.getDEREncoded();
//Luego cifro el hash
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA","BC");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
byte[] cipherText = cipher.doFinal(digestInfo);
//byte[] cipherText = cipher.doFinal(digest2);
Cipher cipher2 = Cipher.getInstance("RSA","BC");
cipher2.init(Cipher.DECRYPT_MODE, puKey);
byte[] cipherText2 = cipher2.doFinal(signature);
System.out.println("Input data: " + plaintext);
System.out.println("Digest: " + bytes2String(hash));
System.out.println("Signature: " + bytes2String(signature));
System.out.println("Signature2: " + bytes2String(cipherText));
System.out.println("DigestInfo: " + bytes2String(digestInfo));
System.out.println("Signature Decipher: " + bytes2String(cipherText2));
}
0
Tany Villalba V.