Пакет crypto/ecdsa

Пакет crypto/ecdsa реализует алгоритм цифровой подписи на эллиптических кривых (ECDSA) согласно стандарту FIPS 186-4. Он предоставляет функции для генерации ключевых пар, создания цифровых подписей и их верификации. Пакет использует кривые из пакета crypto/elliptic, такие как P-256, P-384 и P-521.

Генерация ключевой пары

Функция GenerateKey создает новую пару закрытого и открытого ключей. В качестве первого параметра она принимает эллиптическую кривую, а вторым параметром - источник случайных чисел. Возвращает указатель на структуру PrivateKey.

package main

import (
	"crypto/ecdsa"
	"crypto/elliptic"
	"crypto/rand"
	"fmt"
)

func main() {
	privateKey, err := ecdsa.GenerateKey(elliptic.P256(), rand.Reader)
	if err != nil {
		fmt.Println(err)
		return
	}

	fmt.Printf("Private key: %x\n", privateKey.D)
	fmt.Printf("Public key X: %x\n", privateKey.PublicKey.X)
	fmt.Printf("Public key Y: %x\n", privateKey.PublicKey.Y)
}

Результат выполнения кода:

"Private key: 2f3e5a7b9c1d..."
"Public key X: 4a6b8c0d1e2f..."
"Public key Y: 3b5d7f9a1c3e..."

Функция GenerateKey возвращает закрытый ключ, который содержит открытый ключ в своем составе. Закрытый ключ должен храниться в секрете, а открытый ключ можно распространять.

Создание цифровой подписи

Функция Sign создает цифровую подпись для сообщения. В качестве параметров она принимает источник случайных чисел, закрытый ключ и хеш сообщения. Возвращает пару чисел r и s, которые являются компонентами подписи.

package main

import (
	"crypto/ecdsa"
	"crypto/elliptic"
	"crypto/rand"
	"crypto/sha256"
	"fmt"
)

func main() {
	privateKey, _ := ecdsa.GenerateKey(elliptic.P256(), rand.Reader)

	message := []byte("Hello, ECDSA!")
	hash := sha256.Sum256(message)

	r, s, err := ecdsa.Sign(rand.Reader, privateKey, hash[:])
	if err != nil {
		fmt.Println(err)
		return
	}

	fmt.Printf("r: %x\n", r)
	fmt.Printf("s: %x\n", s)
}

Результат выполнения кода:

"r: 3b6a7c8d9e0f1a2b3c4d5e6f7a8b9c0d1e2f3a4b5c6d7e8f9a0b1c2d3e4f5a6b"
"s: 7c8d9e0f1a2b3c4d5e6f7a8b9c0d1e2f3a4b5c6d7e8f9a0b1c2d3e4f5a6b7c8d"

Функция Sign возвращает компоненты подписи r и s. Они представлены в виде больших чисел (*big.Int). Обе компоненты должны быть переданы вместе с сообщением для верификации.

Верификация подписи

Функция Verify проверяет валидность цифровой подписи. Она принимает открытый ключ, хеш сообщения и компоненты подписи r и s. Возвращает true, если подпись действительна, иначе false.

package main

import (
	"crypto/ecdsa"
	"crypto/elliptic"
	"crypto/rand"
	"crypto/sha256"
	"fmt"
)

func main() {
	privateKey, _ := ecdsa.GenerateKey(elliptic.P256(), rand.Reader)

	message := []byte("Hello, ECDSA!")
	hash := sha256.Sum256(message)

	r, s, _ := ecdsa.Sign(rand.Reader, privateKey, hash[:])

	publicKey := privateKey.PublicKey
	isValid := ecdsa.Verify(&publicKey, hash[:], r, s)

	fmt.Println("Signature valid:", isValid)
}

Результат выполнения кода:

"Signature valid: true"

Функция Verify проверяет, что подпись создана с использованием закрытого ключа, соответствующего переданному открытому ключу. Это гарантирует подлинность сообщения.

Работа с ASN.1 форматом

Пакет предоставляет функции SignASN1 и VerifyASN1 для работы с подписями в формате ASN.1 DER. Это стандартный формат для обмена цифровыми подписями.

package main

import (
	"crypto/ecdsa"
	"crypto/elliptic"
	"crypto/rand"
	"crypto/sha256"
	"fmt"
)

func main() {
	privateKey, _ := ecdsa.GenerateKey(elliptic.P256(), rand.Reader)

	message := []byte("Hello, ECDSA!")
	hash := sha256.Sum256(message)

	signature, err := ecdsa.SignASN1(rand.Reader, privateKey, hash[:])
	if err != nil {
		fmt.Println(err)
		return
	}

	publicKey := privateKey.PublicKey
	isValid := ecdsa.VerifyASN1(&publicKey, hash[:], signature)

	fmt.Printf("Signature: %x\n", signature)
	fmt.Println("Valid:", isValid)
}

Результат выполнения кода:

"Signature: 3046022100a1b2c3d4e5f6..."
"Valid: true"

Функции SignASN1 и VerifyASN1 работают с подписями в стандартном формате ASN.1 DER. Это удобно для хранения и передачи подписей через сети.

Практический пример

Полный пример использования пакета crypto/ecdsa для подписи и верификации сообщения:

package main

import (
	"crypto/ecdsa"
	"crypto/elliptic"
	"crypto/rand"
	"crypto/sha256"
	"fmt"
	"log"
)

func main() {
	// Генерация ключевой пары
	privateKey, err := ecdsa.GenerateKey(elliptic.P256(), rand.Reader)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	// Данные для подписи
	message := []byte("Document to sign")
	hash := sha256.Sum256(message)

	// Создание подписи
	r, s, err := ecdsa.Sign(rand.Reader, privateKey, hash[:])
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	// Верификация подписи
	publicKey := privateKey.PublicKey
	isValid := ecdsa.Verify(&publicKey, hash[:], r, s)

	if isValid {
		fmt.Println("Success: Signature is valid")
	} else {
		fmt.Println("Error: Invalid signature")
	}
}

Результат выполнения кода:

"Success: Signature is valid"

В этом примере показан полный цикл работы с ECDSA: генерация ключей, создание подписи для хеша сообщения и ее верификация.

Смотрите также

пакет crypto/rsa,
который реализует алгоритм RSA для шифрования и подписи
пакет crypto/ed25519,
который реализует схему подписи Ed25519
пакет crypto/elliptic,
который предоставляет эллиптические кривые
пакет crypto/hmac,
который реализует HMAC для аутентификации сообщений