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应用密码学 实验日志 【实验名称】 数字签名实验 【实验内容】 通过运算器工具完成RSA-PKCS签名算法、DSA签名算法和ECC签名算法的签名和验证 对RSA签名算法、ELGAMAL签名算法、 DSA签名算法和ECC签名算法进行扩展实验 对RSA签名生成、RSA签名验证、DSA参数生成、DSA密钥生成、DSA签名生成、DSA签名验证、ECC密钥生成、ECC签名生成、ECC签名验证等进行算法跟踪 【实验原理】 略 【实验步骤】 RSA-PKCS签名算法 签名及验证计算 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。 选择明文格式，输入明文信息。 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。 图1.1.81 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。 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。 图1.1.82 标准方法签名及验证 点击“标准方法”标签下的“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。 图1.1.83 选择“中国剩余定理方法”标签，在标签下查看生成的密钥对和参数，如图1.1.84所示。 图1.1.84 中国剩余定理方法签名及验证 点击“中国剩余定理方法”标签下的“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1.1.85所示。 图1.1.85 扩展实验 设置签名系统参数 ①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。 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1.1.88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。 ③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 ④重复上述过程，产生不少于2个注册用户，如图1.1.811所示。 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 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1.1.813所示。 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。 图1.1.813 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 签名运算 ①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。 ②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。 ③发送签名。点击“发送签名”按钮，返回“主窗口”，等待验证方验证。 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 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。 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。 图1.1.819 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。 图1.1.820 注：这个过程比较费时，可能要花费几分钟。 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