openssl+ SM2 + linux 签名校验开发实例（C++）

文章目录

• 一、SM2校验理论基础
• 二、SM2签名校验开发实例（C++）

一、SM2校验理论基础

SM2的校验过程是使用椭圆曲线上的公钥验证签名的有效性。以下是SM2校验的理论基础相关知识点：

1. SM2签名算法： SM2的校验基于椭圆曲线数字签名算法（ECDSA）。在签名算法中，签名者使用私钥对消息的哈希值进行签名，而验证者使用相应的公钥、签名值和消息的哈希值进行验证。

2. 公钥验证签名： SM2签名校验的核心在于使用签名者的公钥对签名值进行验证。只有持有私钥的一方才能够生成有效的签名，而任何人都可以使用相应的公钥验证签名的有效性。

3. 椭圆曲线运算： 校验过程中涉及到椭圆曲线上的数学运算，包括点的加法、点的乘法等。这些运算是基于椭圆曲线离散对数问题的难解性来保障安全性。

4. 消息摘要算法： SM2签名使用消息摘要算法对原始消息进行哈希，通常采用SM3算法。在校验过程中，验证者也需要使用相同的哈希算法对接收到的消息进行哈希。

5. 椭圆曲线的离散对数问题： ECC的安全性基于椭圆曲线上的离散对数问题的难解性。在校验过程中，验证者需要执行椭圆曲线运算，确保签名值与消息的哈希值匹配。

6. SM2校验流程：

   • 选择椭圆曲线参数。
   • 生成公钥。
   • 获取签名值、消息的哈希值和公钥。
   • 使用椭圆曲线运算验证签名的有效性。

7. 随机数生成： 随机数的生成在签名的校验中通常不涉及，因为验证者只需要使用公钥进行椭圆曲线运算。

8. 校验结果： 如果校验成功，说明签名是由持有相应私钥的一方生成的，消息在传输过程中没有被篡改，校验者可以信任消息的完整性和真实性。

理解这些基础知识点有助于深入了解SM2校验的工作原理和安全性。在实际应用中，确保正确管理公钥，处理错误和异常情况，并根据具体需求进行适当的安全性考虑。

二、SM2签名校验开发实例（C++）

在Linux环境下使用C++和OpenSSL库进行SM2签名校验的示例代码如下。请注意，这里的公钥和签名数据是预先准备好的，你需要替换为你实际的公钥、签名和消息哈希值。

#include <openssl/evp.h>
#include <openssl/sm2.h>
#include <openssl/pem.h>

int main() {
    EVP_PKEY* pubKey = EVP_PKEY_new();
    FILE* publicKeyFile = fopen("public_key.pem", "r");

    // 从文件中加载公钥
    if (!PEM_read_PUBKEY(publicKeyFile, &pubKey, NULL, NULL)) {
        perror("Error loading public key");
        return 1;
    }

    fclose(publicKeyFile);

    // 待验证的签名
    const char* signatureHex = "3046022100...";
    const char* messageHex = "e1e2a1...";

    // 将十六进制的签名和消息哈希值转换为二进制数据
    unsigned char* signature;
    unsigned char* messageHash;
    size_t sigLen, hashLen;

    sigLen = strlen(signatureHex) / 2;
    hashLen = strlen(messageHex) / 2;

    signature = (unsigned char*)malloc(sigLen);
    messageHash = (unsigned char*)malloc(hashLen);

    if (!signature || !messageHash) {
        perror("Memory allocation error");
        return 1;
    }

    if (hex2bin(signatureHex, signature, sigLen) != 0 ||
        hex2bin(messageHex, messageHash, hashLen) != 0) {
        perror("Error converting hex to binary");
        free(signature);
        free(messageHash);
        return 1;
    }

    // 创建 SM2 验签上下文
    EVP_MD_CTX* ctx = EVP_MD_CTX_new();
    EVP_MD_CTX_init(ctx);

    // 选择 SM3 摘要算法
    const EVP_MD* md = EVP_sm3();

    // 初始化验签
    if (!EVP_DigestVerifyInit(ctx, NULL, md, NULL, pubKey)) {
        perror("Error initializing verification");
        free(signature);
        free(messageHash);
        return 1;
    }

    // 添加待验证的消息
    if (!EVP_DigestVerifyUpdate(ctx, messageHash, hashLen)) {
        perror("Error updating verification");
        free(signature);
        free(messageHash);
        return 1;
    }

    // 执行验签
    int result = EVP_DigestVerifyFinal(ctx, signature, sigLen);

    // 输出验签结果
    if (result == 1) {
        printf("Signature verification successful\n");
    } else {
        printf("Signature verification failed\n");
    }

    // 释放资源
    EVP_MD_CTX_free(ctx);
    EVP_PKEY_free(pubKey);
    free(signature);
    free(messageHash);

    return 0;
}

请确保替换public_key.pem、signatureHex和messageHex为你实际使用的公钥文件、签名和消息哈希值。这个示例中的hex2bin函数用于将十六进制字符串转换为二进制数据，你可以根据需要实现或使用现有的实现。