使用OpenSSL指令测试椭圆曲线签名算法ECDSA

文章目录

  • 小结
  • 问题及解决
    • 获取secp256r1的公钥和私钥
    • DER格式
    • 使用OpenSSL及secp256r1算法获得签名
    • 使用OpenSSL及secp256r1算法对签名进行认证
  • 参考

小结

本文记录了使用OpenSSL指令测试椭圆曲线签名算法ECDSA,进行了以下操作:生成椭圆曲线secp256r1 公私密钥对,使用OpenSSL指令及secp256r1算法对输入的数据使用私钥获得签名,使用OpenSSL指令对获得的签名对输入的数据使用公钥进行认证。

问题及解决

名词:

  • Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA)
  • DER (Distinguished Encoding Rules)

获取secp256r1的公钥和私钥

C:\ECDSA_OPenssl_Test>openssl ecparam -name secp256r1 -genkey -noout -out ec-secp256r1-priv-key25Mar2024.pem
using curve name prime256v1 instead of secp256r1C:\ECDSA_OPenssl_Test>

得到一个PEM格式的私钥:

-----BEGIN EC PRIVATE KEY-----
MHcCAQEEIEmZBPmaZyg3sPqq9kdKxJq+hFp2POf2fAq0nixBw0HkoAoGCCqGSM49
AwEHoUQDQgAEJuCW8qPsUMEk8NQTaoRUmeOsmsyv4vxlvkFfUw6XZhLXC6TE00c5
VOFefxmSphY7BOy8pYE7Zdu1IjphJ+bO+A==
-----END EC PRIVATE KEY-----

从base 64转化为hex:

30770201010420499904f99a672837b0faaaf6474ac49abe845a763ce7f67c0ab49e2c41c341e4a00a06082a8648ce3d030107a1440342000426e096f2a3ec50c124f0d4136a845499e3ac9accafe2fc65be415f530e976612d70ba4c4d3473954e15e7f1992a6163b04ecbca5813b65dbb5223a6127e6cef8

查看私钥信息:

C:\ECDSA_OPenssl_Test>openssl ec -in ec-secp256r1-priv-key25Mar2024.pem -noout -text
read EC key
Private-Key: (256 bit)
priv:49:99:04:f9:9a:67:28:37:b0:fa:aa:f6:47:4a:c4:9a:be:84:5a:76:3c:e7:f6:7c:0a:b4:9e:2c:41:c3:41:e4
pub:04:26:e0:96:f2:a3:ec:50:c1:24:f0:d4:13:6a:84:54:99:e3:ac:9a:cc:af:e2:fc:65:be:41:5f:53:0e:97:66:12:d7:0b:a4:c4:d3:47:39:54:e1:5e:7f:19:92:a6:16:3b:04:ec:bc:a5:81:3b:65:db:b5:22:3a:61:27:e6:ce:f8
ASN1 OID: prime256v1
NIST CURVE: P-256

从上可以看到,这里私钥的原始值是499904f99a672837b0faaaf6474ac49abe845a763ce7f67c0ab49e2c41c341e4

可以通过私钥获取公钥:

C:\ECDSA_OPenssl_Test>openssl ec -in ec-secp256r1-priv-key25Mar2024.pem -pubout > ec-secp256r1-pub-key25Mar2024.pem
read EC key
writing EC key

公钥的PEM格式是:

-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAEJuCW8qPsUMEk8NQTaoRUmeOsmsyv
4vxlvkFfUw6XZhLXC6TE00c5VOFefxmSphY7BOy8pYE7Zdu1IjphJ+bO+A==
-----END PUBLIC KEY-----

从base 64转化为hex:
3059301306072a8648ce3d020106082a8648ce3d0301070342000426e096f2a3ec50c124f0d4136a845499e3ac9accafe2fc65be415f530e976612d70ba4c4d3473954e15e7f1992a6163b04ecbca5813b65dbb5223a6127e6cef8

查看公钥:

C:\ECDSA_OPenssl_Test>openssl ec -pubin -in ec-secp256r1-pub-key25Mar2024.pem -noout -text
read EC key
Public-Key: (256 bit)
pub:04:26:e0:96:f2:a3:ec:50:c1:24:f0:d4:13:6a:84:54:99:e3:ac:9a:cc:af:e2:fc:65:be:41:5f:53:0e:97:66:12:d7:0b:a4:c4:d3:47:39:54:e1:5e:7f:19:92:a6:16:3b:04:ec:bc:a5:81:3b:65:db:b5:22:3a:61:27:e6:ce:f8
ASN1 OID: prime256v1
NIST CURVE: P-256

这里的公钥的原始值:26e096f2a3ec50c124f0d4136a845499e3ac9accafe2fc65be415f530e976612d70ba4c4d3473954e15e7f1992a6163b04ecbca5813b65dbb5223a6127e6cef8

DER格式

在加解密操作中,也常用DER格式,例如使用编程,或者需要使用openssl指令进行操作

DER (Distinguished Encoding Rules) is a binary encoding for X.509 certificates and private keys.

以下是将一个私钥的PEM格式转换为DER格式:

C:\ECDSA_OPenssl_Test>openssl ec -in ec-secp256r1-pub-key25Mar2024.pem -pubout -outform DER -out ec-secp256r1-pub-key25Mar2024.der
read EC key
writing EC key

下面查看转换为DER格式后的内容:

[john@localhost ~]$ xxd ec-secp256r1-pub-key25Mar2024.der
0000000: 3059 3013 0607 2a86 48ce 3d02 0106 082a  0Y0...*.H.=....*
0000010: 8648 ce3d 0301 0703 4200 0426 e096 f2a3  .H.=....B..&....
0000020: ec50 c124 f0d4 136a 8454 99e3 ac9a ccaf  .P.$...j.T......
0000030: e2fc 65be 415f 530e 9766 12d7 0ba4 c4d3  ..e.A_S..f......
0000040: 4739 54e1 5e7f 1992 a616 3b04 ecbc a581  G9T.^.....;.....
0000050: 3b65 dbb5 223a 6127 e6ce f8              ;e..":a'...
[john@localhost ~]$ xxd -p ec-secp256r1-pub-key25Mar2024.der
3059301306072a8648ce3d020106082a8648ce3d0301070342000426e096
f2a3ec50c124f0d4136a845499e3ac9accafe2fc65be415f530e976612d7
0ba4c4d3473954e15e7f1992a6163b04ecbca5813b65dbb5223a6127e6ce
f8
[john@localhost ~]$ 

经过与上面的PEM模式对比,可以发现DER是将PEM的 Base 64格式转换为hex,再以二进制进行存放。

在这里可以查看具体格式:

ECC home: Distinguished Encoding Rules (DER) format

具体结果如下:

DER string: 3059301306072a8648ce3d020106082a8648ce3d0301070342000426e096f2a3ec50c124f0d4136a845499e3ac9accafe2fc65be415f530e976612d70ba4c4d3473954e15e7f1992a6163b04ecbca5813b65dbb5223a6127e6cef8==Sequence==
--->Sequence (30)--->Obj ID tag (06 - Object ID)ID algorithm: 1.2.840.10045.2.1 ECC (ecPublicKey)--->Obj ID tag (06 - Object ID)ID algorithm: 1.2.840.10045.3.1.7 secp256r1
--->Obj ID tag (03)Bit value:  b'0426e096f2a3ec50c124f0d4136a845499e3ac9accafe2fc65be415f530e976612d70ba4c4d3473954e15e7f1992a6163b04ecbca5813b65dbb5223a6127e6cef8'Public key: (17584703792196710961322654698934966890779020245800324948422167181519104730642,97267834955915449518105771015666399636648946309220827714919462956391446531832Now checking key if ECC - 256EccKey(curve='NIST P-256', point_x=17584703792196710961322654698934966890779020245800324948422167181519104730642, point_y=97267834955915449518105771015666399636648946309220827714919462956391446531832)-----BEGIN PUBLIC KEY-----
MFkwEwYHKoZIzj0CAQYIKoZIzj0DAQcDQgAEJuCW8qPsUMEk8NQTaoRUmeOsmsyv
4vxlvkFfUw6XZhLXC6TE00c5VOFefxmSphY7BOy8pYE7Zdu1IjphJ+bO+A==
-----END PUBLIC KEY-----

同样也可以对PEM私钥进行相同的操作:

C:\ECDSA_OPenssl_Test>openssl ec -in ec-secp256r1-priv-key25Mar2024.pem -outform DER -out ec-secp256r1-priv-key25Mar2024.der
read EC key
writing EC key

具体内容如下:

[john@localhost ~]$ xxd ec-secp256r1-priv-key25Mar2024.der
0000000: 3077 0201 0104 2049 9904 f99a 6728 37b0  0w.... I....g(7.
0000010: faaa f647 4ac4 9abe 845a 763c e7f6 7c0a  ...GJ....Zv<..|.
0000020: b49e 2c41 c341 e4a0 0a06 082a 8648 ce3d  ..,A.A.....*.H.=
0000030: 0301 07a1 4403 4200 0426 e096 f2a3 ec50  ....D.B..&.....P
0000040: c124 f0d4 136a 8454 99e3 ac9a ccaf e2fc  .$...j.T........
0000050: 65be 415f 530e 9766 12d7 0ba4 c4d3 4739  e.A_S..f......G9
0000060: 54e1 5e7f 1992 a616 3b04 ecbc a581 3b65  T.^.....;.....;e
0000070: dbb5 223a 6127 e6ce f8                   ..":a'...
[john@localhost ~]$ xxd -p ec-secp256r1-priv-key25Mar2024.der
30770201010420499904f99a672837b0faaaf6474ac49abe845a763ce7f6
7c0ab49e2c41c341e4a00a06082a8648ce3d030107a1440342000426e096
f2a3ec50c124f0d4136a845499e3ac9accafe2fc65be415f530e976612d7
0ba4c4d3473954e15e7f1992a6163b04ecbca5813b65dbb5223a6127e6ce
f8
[john@localhost ~]$ 

在ECC home: Distinguished Encoding Rules (DER) format查看具体结果如下:


DER string: 30770201010420499904f99a672837b0faaaf6474ac49abe845a763ce7f67c0ab49e2c41c341e4a00a06082a8648ce3d030107a1440342000426e096f2a3ec50c124f0d4136a845499e3ac9accafe2fc65be415f530e976612d70ba4c4d3473954e15e7f1992a6163b04ecbca5813b65dbb5223a6127e6cef8==Sequence==
Integer (02):  0x1
--->Sequence (A0)--->Obj ID tag (06 - Object ID)ID algorithm: 1.2.840.10045.3.1.7 secp256r1
--->Sequence (A1)Bit value:  b'0426e096f2a3ec50c124f0d4136a845499e3ac9accafe2fc65be415f530e976612d70ba4c4d3473954e15e7f1992a6163b04ecbca5813b65dbb5223a6127e6cef8'

这里的同样验证了公钥的原始值是:26e096f2a3ec50c124f0d4136a845499e3ac9accafe2fc65be415f530e976612d70ba4c4d3473954e15e7f1992a6163b04ecbca5813b65dbb5223a6127e6cef8

使用OpenSSL及secp256r1算法获得签名

假如我们有一个原始数据是: 9702021300197653695F01011D1C27CD01015501C328497412CA97A61476414CF795B9CB8AF68B72F5C2C5BCCC074E5658BE6190B9DBCB4E7CA9AE24A0856E8F9B0F952DBF6609F8

一般会进行SHA256进行哈希运算得到以下结果,可以使用Sha256 online tool: SHA256:5fc6e719bb7a887e32f0c1fc273121a7cc036bb8d3ffa9499821743235a73391

将原始值转换为二进制文件:

[john@localhost ~]$ cat InputData.txt 
9702021300197653695F01011D1C27CD01015501C328497412CA97A61476414CF795B9CB8AF68B72F5C2C5BCCC074E5658BE6190B9DBCB4E7CA9AE24A0856E8F9B0F952DBF6609F8
[john@localhost ~]$ xxd -r -p InputData.txt InputData.bin[john@localhost ~]$ xxd -p InputData.bin
9702021300197653695f01011d1c27cd01015501c328497412ca97a61476
414cf795b9cb8af68b72f5c2c5bccc074e5658be6190b9dbcb4e7ca9ae24
a0856e8f9b0f952dbf6609f8[john@localhost ~]$ xxd InputData.bin 
0000000: 9702 0213 0019 7653 695f 0101 1d1c 27cd  ......vSi_....'.
0000010: 0101 5501 c328 4974 12ca 97a6 1476 414c  ..U..(It.....vAL
0000020: f795 b9cb 8af6 8b72 f5c2 c5bc cc07 4e56  .......r......NV
0000030: 58be 6190 b9db cb4e 7ca9 ae24 a085 6e8f  X.a....N|..$..n.
0000040: 9b0f 952d bf66 09f8                      ...-.f..
[skms@localhost ~]$ 

将哈希值转换为二进制:

[john@localhost ~]$ xxd -r -p sig_hsm_hex.txt sig_hsm_hex.bin[john@localhost ~]$ xxd -p hash_hsm_hex.bin
5fc6e719bb7a887e32f0c1fc273121a7cc036bb8d3ffa9499821743235a7
3391
[john@localhost ~]$ 
[john@localhost ~]$ cat hash_hsm_hex.bin
_���z�~2���'1!��k����I�!t25�3�
[skms@localhost ~]$ xxd hash_hsm_hex.bin
0000000: 5fc6 e719 bb7a 887e 32f0 c1fc 2731 21a7  _....z.~2...'1!.
0000010: cc03 6bb8 d3ff a949 9821 7432 35a7 3391  ..k....I.!t25.3.
[john@localhost ~]$ 

使用私钥ec-secp256r1-priv-key25Mar2024.pem对以上sig_hsm_hex.bin进行签名:

C:\ECDSA_OPenssl_Test>openssl pkeyutl -sign -inkey ec-secp256r1-priv-key25Mar2024.pem -in hash_hsm_hex.bin > sig_sect256.bin

结果如下:

[skms@localhost ~]$ xxd sig_sect256.bin
0000000: 3045 0221 00d9 6013 e128 55f8 5fab 27de  0E.!..`..(U._.'.
0000010: cca2 5215 fc7c 3ad0 bf2c e9ef b4c6 c3ea  ..R..|:..,......
0000020: 896e 1b28 4502 206b ec80 83c4 722a 485b  .n.(E. k....r*H[
0000030: 63ad 37a8 50b9 601b e759 0d79 debe 9468  c.7.P.`..Y.y...h
0000040: da70 d980 e700 a6                        .p.....
[skms@localhost ~]$ xxd -p sig_sect256.bin
3045022100d96013e12855f85fab27decca25215fc7c3ad0bf2ce9efb4c6
c3ea896e1b284502206bec8083c4722a485b63ad37a850b9601be7590d79
debe9468da70d980e700a6
[skms@localhost ~]$ 

进行解析:

C:\ECDSA_OPenssl_Test>openssl asn1parse -in sig_sect256.bin -inform der0:d=0  hl=2 l=  69 cons: SEQUENCE2:d=1  hl=2 l=  33 prim: INTEGER           :D96013E12855F85FAB27DECCA25215FC7C3AD0BF2CE9EFB4C6C3EA896E1B284537:d=1  hl=2 l=  32 prim: INTEGER           :6BEC8083C4722A485B63AD37A850B9601BE7590D79DEBE9468DA70D980E700A6

所以签名的原始值是: D96013E12855F85FAB27DECCA25215FC7C3AD0BF2CE9EFB4C6C3EA896E1B28456BEC8083C4722A485B63AD37A850B9601BE7590D79DEBE9468DA70D980E700A6

使用OpenSSL及secp256r1算法对签名进行认证

以上步骤使用私钥ec-secp256r1-priv-key25Mar2024.pem对以上sig_hsm_hex.bin进行了签名, 那么下面使用OpenSSL指令,使用ec-secp256r1-pub-key25Mar2024.pem公钥对输入sig_hsm_hex.bin内容和签名sig_sect256.bin进行认证。

注意: sig_sect256.bin是二进制文件

以下是对经过哈希SHA256运算后的结果sig_hsm_hex.bin进行直接认证:

C:\ECDSA_OPenssl_Test>openssl pkeyutl -verify -in hash_hsm_hex.bin -sigfile sig_sect256.bin -inkey ec-secp256r1-pub-key25Mar2024.pem -pubin
Signature Verified Successfully

如果输入的是哈希SHA256运算前的原始值,那么可以使用以下指令进行认证:

C:\ECDSA_OPenssl_Test>openssl dgst -sha256 -verify ec-secp256r1-pub-key25Mar2024.pem -signature sig_sect256.bin InputData.bin
Verified OK

以上InputData.bin是是哈希SHA256运算前的原始值(二进制形式):9702021300197653695F01011D1C27CD01015501C328497412CA97A61476414CF795B9CB8AF68B72F5C2C5BCCC074E5658BE6190B9DBCB4E7CA9AE24A0856E8F9B0F952DBF6609F8

参考

Base64 Guru: Base64 to Hex and Hex to Base64
techdocs.akamai.com IoT Token Access Control - Generate ECDSA keys
EC Signature Generate & Verification
Stackoverflow: How to verify a ECC signature with OpenSSL command?
ECC home: Distinguished Encoding Rules (DER) format
Sha256 online tool: SHA256
OID: prime192v1(1) other identifiers: secp192r1, ansiX9p192r1
Hex to ASCII Text String Converter
PEM Parser
OpenSSL: Command Line Elliptic Curve Operations
Stackoverflow: How to verify a ECC signature with OpenSSL command?
Stackoverflow: Openssl command line: how to get PEM for a hex public key, 224 bit curve?
Github: Convert a hex ECDSA private key to PEM format #23258
Full working ECDSA signature with OpenSSL
Stackoverflow: Does OpenSSL -sign for ECDSA apply ASN1 encoding to the hash before signing?

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SpringBoot --条件注解与属性绑定

1. 条件注解 如果注解指定的条件成立&#xff0c;则触发指定行为。在前文介绍自动配置机制时&#xff0c;也可以看到在SpringBoot的源码中使用了该注解。 常用的条件注解主要有以下四个&#xff1a; ConditionalOnClass&#xff1a;如果类路径中存在这个类&#xff0c;则触发…

配置visual studio code 用秘钥远程连接SSH服务器

配置visual studio code 用秘钥远程连接SSH服务器 文章目录 配置visual studio code 用秘钥远程连接SSH服务器简介1. 生成SSH密钥对2. 将公钥添加到Ubuntu服务器3. 将私钥添加到visual studio code的SSH配置文件中 简介 通过SSH密钥认证&#xff0c;用户无需在每次连接时输入密…

SOLIDWORKS教育版本的优点

SOLIDWORKS教育版本是一款专为教育机构和学生设计的三维CAD软件&#xff0c;它在工程设计和创新教育中发挥了重要的作用。本文旨在探讨SOLIDWORKS教育版本的优点&#xff0c;并分析其如何帮助学生和教师提升工程设计和创新能力。 首先&#xff0c;SOLIDWORKS教育版本具有易于学…

java 抠取红色印章(透明背景)

一个亲戚让我帮他把照片里的红色印章抠出来&#xff0c;&#xff0c;&#xff0c;记录下处理过程&#xff0c;代码如下&#xff0c;可直接用&#xff1a; public static void signatureProcess(String sourceImagePath, String targetImagePath) {Graphics2D graphics2D null…

Superset二次开发之package.json 功能模块解读

package.json Node.js 项目的核心配置文件,它包含了项目的元信息、依赖项、脚本命令以及其他相关信息。 {"name": "superset","version": "3.0.0","description": "Superset is a data exploration platform designe…

卷积神经网络(CNN)——基础知识整理

文章目录 1、卷积神经网络 2、图片格式 3、图片卷积运算 4、Kernel 与 Feature Map 5、padding/边缘填充 6、Stride/步长 7、pooling/池化 8、shape 9、epoch、batch、Batch Size、step 10、神经网络 11、激活函数 1、卷积神经网络 既然叫卷积神经网络&#xff0c;这里面首先是…

URLSearchParams

1、定义 URLSearchParams是 Web API 中的一种对象&#xff0c;用于处理 URL 查询字符串的操作。 它提供了一种简单的方式来访问和操作 URL 查询参数。 2、作用 通过 URLSearchParams 对象&#xff0c;你可以轻松地从 URL 查询字符串中获取特定参数的值&#xff0c;也可以添…

JVM(一)——内存结构

一. 前言 1、什么是 JVM? 1&#xff09;定义&#xff1a; Java Virtual Machine - java 程序的运行环境&#xff08;java 二进制字节码的运行环境&#xff09; 2&#xff09;好处&#xff1a; 一次编写&#xff0c;到处运行自动内存管理&#xff0c;垃圾回收功能数组下标越…

低压MOS在新能源园林机械上的应用-REASUNOS瑞森半导体

一、前言 在欧美地区&#xff0c;以锂电池为动力源的新能源园林机械迅速地替代着以往的燃油和交流电动力机器。而中国也将迎来一场风暴式革命。 园林工具是人类绿化景观的养护设备&#xff0c;是以养护草坪、绿篱、保护花草、树木为作业对象的&#xff0c;代替大部分手工劳动…

国内ip代理速度快的秘密

在互联网时代&#xff0c;IP代理已经成为许多网络用户、企业和开发者的重要工具。而在国内&#xff0c;由于网络环境的复杂性和特殊性&#xff0c;寻找一个速度快、稳定可靠的IP代理显得尤为重要。虎观代理将深入探讨国内IP代理速度快的秘密&#xff0c;并分析其带来的优势和应…

多个微信这样高效管理

随着微信成为企业商务沟通的主要平台&#xff0c;一些业务咨询量较大的行业&#xff0c;如教育培训、旅游、美容及医疗等&#xff0c;通过微信开展营销活动和客户服务过程中&#xff0c;经常面临多微信管理难题。 在这种情况下&#xff0c;采用微信线上业务模式&#xff0c;需…

Kubernetes篇(一)— kubernetes介绍

目录 前言一、应用部署方式演变二、kubernetes简介三、kubernetes组件四、kubernetes概念 前言 本章节主要介绍应用程序在服务器上部署方式演变以及kubernetes的概念、组件和工作原理。 一、应用部署方式演变 在部署应用程序的方式上&#xff0c;主要经历了三个时代&#xff…

雷军分享造车故事:储备1363亿元的现金,吊打特斯拉Model 3

小米召开新车发布会&#xff0c;正式发布小米 SU7。该车定位中大型纯电轿车&#xff0c;有 SU7、SU7 Pro、SU7 Max 三个版本&#xff0c;车身尺寸 4997/1963/1455mm&#xff0c;轴距 3000mm。售价 21.59-29.99 万。 在小米汽车SU7发布会后&#xff0c;小米集团的创始人、董事长…

Ubuntu 系统下安装 Nginx

目录 一、Nginx是什么 ​二、Ubuntu 系统下安装 Nginx 1、安装包下载 2、上传服务器并解压缩 3、依赖配置安装 4、生成编译脚本 ​5、编译 6、开始安装 7、设置为随机自启动 7.1、创建 nginx.service 文件&#xff0c;将以下内容粘贴到文件中 7.2、将 nginx.service…

增长超500%!亚马逊卖疯的旅行箱,赛盈分销浅析今年企业出海布局方向!

箱包行业迎来了新的发展契机&#xff0c;一方面是在工艺与技术创新下&#xff0c;另一方面&#xff0c;旅游经济复苏的推动下&#xff0c;全球箱包行业取得飞速发展。 Euromonitor & 华泰研究针对2018-2028这十年间的箱包市场进行了调研&#xff0c;数据显示2023年全球箱包…

Filter、Listener、AJAX

Filter 概念&#xff1a;Filter 表示过滤器&#xff0c;是JavaWeb三大组件(Servlet、Filter、 Listener)之一。 过滤器可以把对资源的请求拦截下来&#xff0c;从而实现一些特殊的功能。 过滤器一般完成一些通用的操作&#xff0c;比如&#xff1a;权限控制、统一编码处理、敏感…

经济学:经济崩溃

政府试图通过印刷新的钞票来还债->增加产出,提高物价->产出已经极限&#xff0c;物价继续升高->人们迫不及待想要花掉自己的钱->货币流通速度加快->恶性通货膨胀->逼迫人们尽可能快的花钱 股票崩溃-> 人们没钱&#xff0c;停止买东西-> 经济陷入停滞状…