一、ECDSA概述
橢圓曲線數字簽名算法(ECDSA)是使用橢圓曲線密碼(ECC)對數字簽名算法(DSA)的模擬。與普通的離散對數問題(DLP)和大數分解問題(IFP)不同,橢圓曲線離散對數問題沒有亞指數時間的解決方法。因此橢圓曲線密碼的單位比特強度要高于其他公鑰體制。
數字簽名算法(DSA)在聯邦信息處理標準FIPS中有詳細論述,稱為數字簽名標準。它的安全性基于素域上的離散對數問題。可以看作是橢圓曲線對先前離散對數問題(DLP)的密碼系統的模擬,只是群元素由素域中的元素數換為有限域上的橢圓曲線上的點。橢圓曲線離散對數問題遠難于離散對數問題,單位比特強度要遠高于傳統的離散對數系統。因此在使用較短的密鑰的情況下,ECC可以達到于DL系統相同的安全級別。這帶來的好處就是計算參數更小,密鑰更短,運算速度更快,簽名也更加短小。
二、ECDSA原理
ECDSA是ECC與DSA的結合,整個簽名過程與DSA類似,所不一樣的是簽名中采取的算法為ECC,最后簽名出來的值也是分為r,s。
簽名過程如下:
1、選擇一條橢圓曲線Ep(a,b),和基點G;
2、選擇私有密鑰k(k<n,n為G的階),利用基點G計算公開密鑰K=kG;
3、產生一個隨機整數r(r<n),計算點R=rG;
4、將原數據和點R的坐標值x,y作為參數,計算SHA1做為hash,即Hash=SHA1(原數據,x,y);
5、計算s≡r - Hash * k (mod n);
6、r和s做為簽名值,如果r和s其中一個為0,重新從第3步開始執行。
驗證過程如下:
1、接受方在收到消息(m)和簽名值(r,s)后,進行以下運算;
2、計算:sG+H(m)P=(x1,y1), r1≡ x1 mod p;
3、驗證等式:r1 ≡ r mod p;
4、如果等式成立,接受簽名,否則簽名無效。
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