使用Crypto实现ECC(椭圆曲线加密)算法的数字签名和检验

与RSA数字签名操作步骤相同，不同之处在于，生成密钥算法的对象和加密操作的对象不同，需要用到三类对象：

Crypto.PublicKey.ECC：用来生成ECC算法的密钥对象

Crypto.Hash.SHA256：用来获取信息的摘要对象

Crypto.Signature.DSS：用来实现数字签名和签名检验的对象，注意，这里与RSA算法用到的对象不同

前提条件

    创建DSS对象，生成密钥对（Key Pair） key = ECC.generate(curve='P-256')，参数表示ECC模块的长度，有效参数只有P-256, P384, 和P-521，此处采用NIST P-256（256bits长度），可以达到RSA 3072 bits的加密强度。

一、数字签名的过程

1. 创建一个数字签名对象，signer = DSS.new(key, 'fips-186-3')，第一个参数是之前生成的密钥对中的私钥，第二个参数代表生成模式，fips-186-3表示签名生成是随机的，生成规则遵循FIPS 186-3。如果要遵循RFC6979，可以使用’deterministic-rfc6979’。

2. 创建一个HASH对象，hasher = SHA256.new(message.encode())，参数是要发送和签名的文本信息的二进制形式。

3. 调用签名对象的方法完成签名，sign_obj = signer.sign(hasher)，参数是哈希对象，返回的是签名内容(byte string)。

二、检验签名的过程

1. 创建一个数字签名（检验）对象，verifer = DSS.new(key.public_key(), 'fips-186-3')，第一个参数为之前的密钥对中的公钥，第二个参数解释同签名过程。

2. 创建一个HASH对象，hasher = SHA256.new(message.encode())，与数字签名中的对象相同。

3. 调用签名对象的检验方法，verifer.verify(hasher, sign_new)，第一个参数表示使用的信息摘要算法对象，第二个参数是收到的签名内容(byte string)；如果校验失败，将抛出异常，否则，正常执行。

完整代码参考：

from Crypto.PublicKey import ECC
from Crypto.Hash import SHA256
from Crypto.Signature import DSS

# 生成ECC密钥对
key = ECC.generate(curve='P-256')

# 待签名内容(发送的文本内容)
message = 'I am MKing Hello Everyone'

# 签名
signer = DSS.new(key, 'fips-186-3')
hasher = SHA256.new(message.encode()) #Hash对象，取内容摘要
#hasher.update(message.encode()) # 换种方式使用也可以
sign_obj = signer.sign(hasher)     #用私钥对消息签名

print('签名内容：', sign_obj)

# 将签名写入文件，模拟发送（同时还发送了文本内容，为了方便，不写文件，后面直接引用）
with open('sign.bin', 'wb') as f:
    f.write(sign_obj)

# 读取签名内容，模拟接收
with open('sign.bin', 'rb') as f:
    sign_new = bytearray(f.read())  # 签名内容(二进制)，并转成bytearray，以便修改

sign_new.append(0x32)  # 模拟错误的签名
print('收到签名：', sign_new)

# 验证签名
verifer = DSS.new(key.public_key(), 'fips-186-3') # 使用公钥创建校验对象
hasher = SHA256.new(message.encode()) # 对收到的消息文本提取摘要

try:
    verifer.verify(hasher, sign_new) # 校验摘要（本来的样子）和收到并解密的签名是否一致
    print("The signature is valid.")
except (ValueError, TypeError):
    print("The signature is not valid.")

注意，第27行代码模拟收到的签名被篡改，所以，这段程序运行结果将是签名校验无效。注释掉此行，签名校验应该就通过了。

参考资料：
[1] ECC,https://pycryptodome.readthedocs.io/en/latest/src/public_key/ecc.html
[2] Digital Signature Algorithm (DSA and ECDSA),https://pycryptodome.readthedocs.io/en/latest/src/signature/dsa.html