18.openssl编程——DSA

18.1 DSA简介

Digital Signature Algorithm(DSA)算法是一种公钥算法。

a.p一个大素数，长度为L(64的正数倍)比特。

b.q一个160比特素数

c.g=h(p-1)/q mod p ，其中h 小于p-1 。

d.x

e.y= gx mod p

 

其中x为私钥,y为公钥.p、q和g是公开信息(openssl中称为密钥参数)

DSA签名包括两个部分。

r = (gk mod p) mod q

s = (k-1 (H(m) + xr)) mod q

 

DSA验签

w = s-1 mod q

u1 = (H(m) * w) mod q

u2 = (rw) mod q

v = ((gu1 * yu2) mod p) mod q : 如果v=r ，则验证通过。

 

18.2 openssl的DSA实现

openssl的DSA实现源码在crypto/dsa目录下

a.dsa_asn1.c

DSA密钥参数(p\q和g)、DSA公钥（pub_key 、p 、q和g）以及DSA私钥(priv_key\pub_key\p\q和g)的DER编解码实现

b.dsa_depr.c

生成DSA密钥参数

c.dsa_err.c

DSA错误处理

d.dsa_gen.c

生成DSA密钥参数

e.dsa_key.c

根据DSA中密钥参数产生公钥和私钥

f.dsa_lib.c

实现了DSA通用的一些函数

g.dsa_oss.c

实现了一个DSA_METHOD,该DSA_METHOD为默认的DSA方法，主要是心啊了如下三个回调函数:

dsa_do_sign(签名)

dsa_sign_setup(根据密钥参数生成公私钥)

dsa_do_verify(验签)

h.dsa_sign.c

实现了DSA签名和根据密钥参数生成公私钥

i.dsa_vrf.c

实现了DSA验签。

 

18.3 DSA数据结构

DSA数据结构定义在crypto/dsa.h中

a.DSA_SIG 签名值数据结构

typedef struct DSA_SIG_st

{

BIGNUM *r;

BIGNUM *s;

} DSA_SIG;

签名结果包括两部分，都是大数。

b. DSA_METHOD

struct dsa_method {

char *name;

DSA_SIG *(*dsa_do_sign) (const unsigned char *dgst, int dlen, DSA *dsa);

int (*dsa_sign_setup) (DSA *dsa, BN_CTX *ctx_in, BIGNUM **kinvp, BIGNUM **rp);

int (*dsa_do_verify) (const unsigned char *dgst, int dgst_len, DSA_SIG *sig, DSA *dsa);

int (*dsa_mod_exp) (DSA *dsa, BIGNUM *rr, const BIGNUM *a1, const BIGNUM *p1, const BIGNUM *a2, const BIGNUM *p2, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *in_mont);

 

int (*bn_mod_exp) (DSA *dsa, BIGNUM *r, const BIGNUM *a, const BIGNUM *p, const BIGNUM *m, BN_CTX *ctx, BN_MONT_CTX *m_ctx);

int (*init) (DSA *dsa);

int flags;

void *app_data;

 

int (*dsa_paramgen) (DSA *dsa,

int bits,

const unsigned char *seed, int seed_len,

int *counter_ret, unsigned long *h_ret,

BN_GENCB *cb);

 

int (*dsa_keygen) (DSA *dsa);

};

name:DSA_METHOD的名字

dsa_do_sign:签名算法函数

dsa_sign_setup:根据密钥参数生成公私钥的函数

dsa_do_verify:签名验证函数

dsa_paramgen:生成密钥参数函数

 

18.4 主要函数

a.DSA_do_sign

功能：数据签名

b.DSA_do_verify

功能：签名验证

c.DSA_dup_DH

功能：将DSA密钥转换为DH密钥

d.DSA_new

功能：生成一个DSA数据结构，一般情况下，DSA_METHOD采用默认的openssl_dsa_meth方法。

e.DSA_free

功能：释放DSA数据结构

f.DSA_generate_parameters

功能：更具密钥残生生成公私钥

g.DSA_get_default_method

功能：获取默认的DSA_METHOD.

h.DSA_get_ex_data

获取扩展数据

i.DSA_new_method

功能：生成一个DSA结构

j.DSA_OpenSSL

功能：获取openssl_dsa_meth方法。

k.DSA_print

功能：将DSA密钥信息输出到BIO中。

l.DSA_print_fp

功能：将DSA密钥信息输出到FILE中。

m.DSA_set_defualt_method

功能：获取DSA_METHOD

n.DSA_set_ex_data

功能：设置扩展数据

o.DSA_set_method

功能：获取当前DSA的DSA_METHOD方法。

p.DSA_SIG_new

功能：生成一个DSA_SIG签名值结构

q.DSA_SIG_free

功能：释放DSA_SIG结构

r.DSA_sign

功能：DSA签名

s.DSA_sign_setup

功能：根据密钥参数生成公私钥

t.DSA_size

功能：获取DSA密钥长度的字节数

u.DSA_up_ref

功能：给DSA结构添加一个引用

v.DSA_verify

功能：签名验证

w.DSAparams_print

功能：将DSA密钥参数输出到bio

x.DSAparams_print_fp

功能：将DSA密钥参数输出到FILE.