数字签名第一次实验报告.doc

1、数字签名实验【实验环境】ISES客户端Microsoft CLR Debugger 2005或其它调试器【实验步骤】一、 RSA-PKCS签名算法(一) 签名及验证计算(1) 进入实验实施，默认选择即为“RSA-PKCS”标签，显示RSA-PKCS签名实验界面。(2) 选择明文格式，输入明文信息。(3) 点击“计算SHA1值”按钮，生成明文信息的散列值，如图1.1.81所示。(4) 选择密钥长度，此处以512bit为例，点击“生成密钥对”按钮，生成密钥对和参数。(5) 选择“标准方法”标签，在标签下查看生成的密钥对和参数，如图1.1.82所示。(6) 标准方法签名及验证点击“标准方法”标签下的

2、“获得签名值”按钮，获取明文摘要的签名值，签名结果以十六进制显示于相应的文本框内；点击“验证签名”按钮，对签名结果进行验证，并显示验证结果；上述过程如图1.1.83所示。(二) 扩展实验(1) 设置签名系统参数直接点击“测试素性”按钮，使用系统初始预设的RSA参数，如图1.1.86所示。图1.1.86 点击“生成pq”按钮，系统会自动产生2个大素数。然后，点击“测试素性”按钮，再次确认其素性，如图1.1.87所示。图1.1.87注：这个过程比较费时，可能要花费几分钟。(2) 注册用户 在“用户名”文本框中输入一个“注册用户列表”中未出现的用户名，如“alice”，点击“注册”按钮，如图1.1.

3、88所示。图1.1.88 在“用户注册”窗口，点击“密钥测试”按钮，系统会为该用户生成一对公私钥，如图1.1.89所示。图1.1.89注：这个过程比较费时，可能要花费几分钟。点击“密钥登记”按钮，主窗口的“注册用户列表”中就会出现一个新的用户信息。如图1.1.810所示。图1.1.810重复上述过程，产生不少于2个注册用户，如图1.1.811所示。图1.1.811(3) 在“主窗口”中，点击“数字签名”，进入“数字签名”窗口，如图1.1.812所示。图1.1.812(4) 确定签名方。在“签名方基本信息”中的“用户名UID”文本框中输入一个已经注册的用户名，然后点击“获取私钥”按钮，即得到签名

4、方的一些基本信息，如图1.1.813所示。图1.1.813注：上图中的“报文序号I”会随着该用户的签名次数而增加，防止重放攻击。(5) 确定验证方。在“验证方公钥”中的“验证方用户名”文本框中输入一个已经注册的用户名，然后点击“获取公钥”按钮，即得到验证方的一些基本信息，如图1.1.814所示图1.1.814(6) 签名运算输入签名消息。在“明文M”文本框中输入要签名的消息，然后点击“确定”按钮，得到该消息摘要，如图1.1.815所示。图1.1.815签名。点击“签名”按钮，得到该消息的保密签名结果，如图1.1.816所示。图1.1.816注：这个过程比较费时，可能要花费几分钟。发送签名。点击

5、“发送签名”按钮，返回“主窗口”，等待验证方验证。(7) 在“主窗口”中，点击“验证签名”，进入“验证签名”窗口，如图1.1.817所示。图1.1.817(8) 确定验证方。在“验证方基本信息”中的“用户名UID”文本框中输入一个已经注册的用户名，点击“获取私钥”按钮，即得到验证方的一些基本信息，如图1.1.818所示。(9) 确定签名方。在“签名方公钥”中的“签名方用户名”文本框中输入一个已经注册的用户名，点击“获取公钥”按钮，即得到签名方的一些基本信息，如图1.1.819所示。(10) 验证签名。点击“验证”按钮，验证结果将会出现在“验证结果”文本框中，如图1.1.820所示。注：这个过程

6、比较费时，可能要花费几分钟。(三) 算法跟踪在“算法跟踪”框下点击“获得RSA签名”/“验证RSA签名”按钮，进入调试器，选择对应的算法函数对RSA签名生成和RSA签名验证进行算法跟踪；跟踪完成后会自动返回实验界面显示计算结果；切换回调试器，停止调试，关闭调试器，不保存工程。具体步骤可参照古典密码实验中实验步骤二。二、 ELGAMAL签名算法(一) 扩展实验(1) 在“RSA-PKCS”标签下的扩展实验中，点击“ELGAMAL扩展实验”按钮，进入ELGAMAL签名算法扩展实验窗体。(2) 设置签名系统参数。在文本框“大素数p”内输入一个大的十进制素数（不要超过8位）；然后在文本框“本原元a”内

7、输入一个小于p的十进制正整数，点击“测试”，如图1.1.821所示。图1.1.821注：确保素数p和a的合法性。(3) 注册用户 在“用户名”文本框中输入一个“注册用户列表”中未出现的用户名，如“alice”，点击“注册”按钮，如图1.1.822所示。 在“用户注册”窗口中的文本框“私钥x”中输入一个小于素数p的十进制非负整数，点击“确定”按钮；然后，点击“计算公钥”按钮，系统会为该用户生成一对公私钥；如图1.1.823所示。点击“密钥登记”按钮，主窗口的“注册用户列表”中就会出现一个新的用户信息。如图1.1.824所示。重复上述过程，产生不少于2个注册用户，如图1.1.825所示。图1.1.

8、825(4) 在“主窗口”中，点击“数字签名”，进入“数字签名”窗口，如图1.1.826所示。图1.1.826(5) 确定签名方。在“签名方基本信息”中的“用户名UID”文本框中输入一个已经注册的用户名，然后点击“获取私钥”按钮，即得到签名方的一些基本信息，如图1.1.827所示。图1.1.827(6) 签名运算输入签名消息。在“明文M”文本框中输入一个小于p的十进制非负整数，作为欲签名的消息；在“随机数k”文本框中输入一个小于p的十进制非负整数，作为共享密钥的初始信息；然后点击“确定”按钮，如图1.1.828所示。图1.1.828签名。点击“签名”按钮，得到该消息的保密签名结果，如图1.1.

9、829所示。图1.1.829注：“验证信息”暂时为空，等验证方验证后，自动填充该消息。发送签名。点击“发送签名”按钮，激活验证签名窗口，等待验证方验证。(7) 在“主窗口”中，点击“验证签名”，进入“验证签名”窗口，如图1.1.830所示。图1.1.830(8) 确定验证方。在“验证方基本信息”中的“用户名UID”文本框中输入一个已经注册的用户名，然后点击“获取私钥”按钮，即得到验证方的一些基本信息，如图1.1.831所示。图1.1.831(9) 验证签名。点击“验证”按钮，验证结果将会出现在“验证结果”文本框中，如图1.1.832所示。图1.1.832(10) 点击“发送确认”按钮，将验证结

10、果通知签名方。三、 DSA签名算法(一) 签名及验证计算(1) 选择“DSA”标签，进入DSA签名实验界面。(2) 选择明文格式，输入明文信息。(3) 点击“计算SHA1值”按钮，生成明文信息的散列值，如图1.1.833所示。(4) 生成参数及密钥选择密钥长度，此处以512bit为例，点击“生成G、P、Q”按钮，生成DSA参数；点击“生成密钥”按钮，生成密钥对Y和X；上述过程如图1.1.834所示。图1.1.834(5) 签名及验证点击“获得签名值”按钮，获取明文摘要的签名值r和s，签名结果以十六进制显示于相应的文本框内；点击“验证签名”按钮，对签名结果r和s进行验证，并显示验证结果；上述过程

11、如图1.1.835所示。图1.1.835(二) 算法跟踪在“算法跟踪”框下点击“生成DSA参数”/“生成DSA密钥”/“获取DSA签名”/“验证DSA签名”按钮，进入调试器，选择对应的算法函数对DSA参数生成、DSA密钥生成、DSA签名生成和DSA签名验证进行算法跟踪；跟踪完成后会自动返回实验界面显示计算结果；切换回调试器，停止调试，关闭调试器，不保存工程。具体步骤可参照古典密码实验中实验步骤二。四、 ECC签名算法椭圆曲线具有在有限域GF(p)和GF(2m)上的两种类型，因此ECC签名算法有两种具体形式，此处以GF(p)为例，GF(2m)可参照完成。(一) 签名及验证计算(1) 选择“ECC

12、”标签，进入ECC签名实验界面。(2) 选择明文格式，输入明文信息。(3) 点击“计算SHA1值”按钮，生成明文信息的散列值，如图1.1.836所示。图1.1.836(4) 参数及密钥生成选择“F(p)”标签，在标签下选择椭圆曲线参数和密钥生成的参数，此处以m=112(seed)为例，点击“取得密钥对”，生成椭圆曲线参数和密钥对，如图1.1.837所示。图1.1.837(5) 签名及验证点击“获得签名值”按钮，获取明文摘要的签名值r和s，签名结果以十六进制显示于相应的文本框内；点击“验证签名”按钮，对签名结果r和s进行验证，并显示验证结果；上述过程如图1.1.838所示。图1.1.838(二)

13、 扩展实验(1) 设置签名系统参数直接点击“测试曲线”按钮，使用系统初始预设的椭圆曲线参数，如图1.1.839所示。图1.1.839在文本框“素数p”，“常数a”和“常数b”内输入十进制非负整数；点击“测试”，如图1.1.840所示。图1.1.840(2) 注册用户在“用户名”文本框中输入一个“注册用户列表”中未出现的用户名，如“alice”，点击“注册”按钮，如图1.1.841所示。图1.1.841在“用户注册”窗口，可以“序号”或“坐标”确定生成元，如图1.1.842所示。图1.1.842点击选择“序号”，并在相应的文本框内输入一个小于“解点数”的十进制数值，然后点击“生成元测试”按钮，如

14、图1.1.843所示。图1.1.843点击选择“坐标”，并在相应的文本框内输入右边列表框中出现的一个坐标值，然后点击“生成元测试”按钮，如图1.1.844所示。图1.1.844在文本框“私钥d”内输入一个小于生成元G的阶数的十进制非负整数，然后点击“确定”按钮；然后点击“计算公钥”按钮，得到对应的公钥，如图1.1.845所示。点击“登记密钥”按钮，主窗口的“注册用户列表”中就会出现一个新的用户信息。如图1.1.846所示。重复上述过程，产生不少于2个注册用户，如图1.1.847所示。图1.1.847(3) 在“主窗口”中，点击“签名”，进入“签名”窗口，如图1.1.848所示。图1.1.848

15、(4) 确定签名方。在“签名用户信息”中的“用户名”文本框中输入一个已经注册的用户名，然后点击“确认”按钮，即得到签名方的一些基本信息，如图1.1.849所示。图1.1.849(5) 签名运算。输入签名消息。在“明文M”文本框中输入一个小于n的十进制非负整数，作为欲签名的消息；在“随机数k”文本框中输入一个小于的十进制非负整数，作为共享密钥的初始信息；然后点击“确定”按钮，如图1.1.850所示。图1.1.850签名。点击“签名”按钮，得到该消息的保密签名结果，如图1.1.851所示。图1.1.851注：“验证信息”暂时为空，等验证方验证后，自动填充该消息。发送签名。点击“发送签名”按钮，激活验证签名窗口，等待验证方验证。(6) 在“主窗口