GB35114---基於openssl加密庫進行開發（二）

接上篇GB35114---基於openssl加密庫進行開發（一）

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

openssl的兩個.so動態庫libcrypto.so.1.1 and libssl.so.1.1不能直接調用sm2簽名及加密函數。

但是它裏面集成了sm2的橢圓曲線，那我們就根據sm2曲線算法直接寫個簽名函數。

其實在openssl的sm2_sign.c內已經有相關算法，那我們就伸手了。

BIGNUM *sm2_compute_msg_hash(const EVP_MD *digest,
                                    const EC_KEY *key,
                                    const uint8_t *id,
                                    const int id_len,
                                    const uint8_t *msg, int msg_len)
{
    EVP_MD_CTX *hash = EVP_MD_CTX_new();
    const int md_size = EVP_MD_size(digest);
    uint8_t *z = NULL;
    BIGNUM *e = NULL;

    if (md_size < 0) {
        goto done;
    }

    z = OPENSSL_zalloc(md_size);
    if (hash == NULL || z == NULL) {
        goto done;
    }

    if (!sm2_compute_z_digest(z, digest, id, id_len, key)) {
        /* SM2err already called */
        goto done;
    }

    if (!EVP_DigestInit(hash, digest)
            || !EVP_DigestUpdate(hash, z, md_size)
            || !EVP_DigestUpdate(hash, msg, msg_len)
               /* reuse z buffer to hold H(Z || M) */
            || !EVP_DigestFinal(hash, z, NULL)) {
        goto done;
    }

    e = BN_bin2bn(z, md_size, NULL);
    if (e == NULL)

 done:
    OPENSSL_free(z);
    EVP_MD_CTX_free(hash);
    return e;
}


static ECDSA_SIG *sm2_sig_gen(const EC_KEY *key, const BIGNUM *e)
{
    const BIGNUM *dA = EC_KEY_get0_private_key(key);
    const EC_GROUP *group = EC_KEY_get0_group(key);
    const BIGNUM *order = EC_GROUP_get0_order(group);
    ECDSA_SIG *sig = NULL;
    EC_POINT *kG = NULL;
    BN_CTX *ctx = NULL;
    BIGNUM *k = NULL;
    BIGNUM *rk = NULL;
    BIGNUM *r = NULL;
    BIGNUM *s = NULL;
    BIGNUM *x1 = NULL;
    BIGNUM *tmp = NULL;

    kG = EC_POINT_new(group);
    ctx = BN_CTX_new();
    if (kG == NULL || ctx == NULL) {
        goto done;
    }

    BN_CTX_start(ctx);
    k = BN_CTX_get(ctx);
    rk = BN_CTX_get(ctx);
    x1 = BN_CTX_get(ctx);
    tmp = BN_CTX_get(ctx);
    if (tmp == NULL) {
        goto done;
    }

    /*
     * These values are returned and so should not be allocated out of the
     * context
     */
    r = BN_new();
    s = BN_new();

    if (r == NULL || s == NULL) {
        goto done;
    }

    for (;;) {
        if (!BN_priv_rand_range(k, order)) {
            goto done;
        }

        if (!EC_POINT_mul(group, kG, k, NULL, NULL, ctx)
                || !EC_POINT_get_affine_coordinates(group, kG, x1, NULL,
                                                    ctx)
                || !BN_mod_add(r, e, x1, order, ctx)) {
            goto done;
        }

        /* try again if r == 0 or r+k == n */
        if (BN_is_zero(r))
            continue;

        if (!BN_add(rk, r, k)) {
            goto done;
        }

        if (BN_cmp(rk, order) == 0)
            continue;

        if (!BN_add(s, dA, BN_value_one())
                || !ec_group_do_inverse_ord(group, s, s, ctx)
                || !BN_mod_mul(tmp, dA, r, order, ctx)
                || !BN_sub(tmp, k, tmp)
                || !BN_mod_mul(s, s, tmp, order, ctx)) {
            goto done;
        }

        sig = ECDSA_SIG_new();
        if (sig == NULL) {
            goto done;
        }

         /* takes ownership of r and s */
        ECDSA_SIG_set0(sig, r, s);
        break;
    }

 done:
    if (sig == NULL) {
        BN_free(r);
        BN_free(s);
    }

    BN_CTX_free(ctx);
    EC_POINT_free(kG);
    return sig;
}


ECDSA_SIG *sm2_do_sign(const EC_KEY *key,
                       const EVP_MD *digest,
                       const uint8_t *id,
                       const int id_len,
                       const uint8_t *msg, int msg_len)
{
    BIGNUM *e = NULL;
    ECDSA_SIG *sig = NULL;

    e = sm2_compute_msg_hash(digest, key, id, id_len, msg, msg_len);
    if (e == NULL) {
        /* SM2err already called */
        goto done;
    }

    sig = sm2_sig_gen(key, e);

 done:
    BN_free(e);
    return sig;
}

其中

sm2_compute_msg_hash   函數是對簽名數據進行hash散列；

sm2_sig_gen   函數是SM2簽名算法，注：該函數最後調用ECDSA_SIG_set0(sig, r, s)對SM2真正的簽名的r跟s進行了轉化，返回ECDSA_SIG結構的簽名數據。

至此SM2-SM3的簽名函數就搞定了，我們依葫蘆畫瓢完成驗籤、加解密等函數。

最後附上可用的代碼，也是我過gb35114的加密代碼。

SM2-SM3示例代碼

 

有錯誤請留言，謝謝

下篇

GB35114---聊聊SM2簽名格式

---bob  2020/3/17 10.44