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Utilisation de SHA1 et RSA avec Java.security.Signature vs MessageDigest et Cipher

J'essaie de comprendre ce que fait la classe Java Java.security.Signature. Si je calcule un résumé de message SHA1, puis que je le chiffre à l'aide de RSA, le résultat obtenu est différent de celui de demander à la classe Signature de signer la même chose:

// Generate new key
KeyPair keyPair = KeyPairGenerator.getInstance("RSA").generateKeyPair();
PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
String plaintext = "This is the message being signed";

// Compute signature
Signature instance = Signature.getInstance("SHA1withRSA");
instance.initSign(privateKey);
instance.update((plaintext).getBytes());
byte[] signature = instance.sign();

// Compute digest
MessageDigest sha1 = MessageDigest.getInstance("SHA1");
byte[] digest = sha1.digest((plaintext).getBytes());

// Encrypt digest
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
byte[] cipherText = cipher.doFinal(digest);

// Display results
System.out.println("Input data: " + plaintext);
System.out.println("Digest: " + bytes2String(digest));
System.out.println("Cipher text: " + bytes2String(cipherText));
System.out.println("Signature: " + bytes2String(signature));

Résultats dans (par exemple):

Données d'entrée: c'est le message en cours de signature
Digest: 62b0a9ef15461c82766fb5bdaae9edbe4ac2e067
Texte chiffré: 057dc0d2f7f54acc95d3cf5cba9f944619394711003bdd12 ...
Signature: 7177c74bbbb871cc0af92e30d2808ebae146f25d3fd8ba1622 ...

Je dois avoir une incompréhension fondamentale de ce que fait Signature - j'ai tracé à travers elle, et il semble appeler la mise à jour sur un objet MessageDigest, avec l'algorithme défini sur SHA1 comme Je m'attendrais à obtenir ensuite le résumé, puis le chiffrement. Qu'est-ce qui rend les résultats différents?

MODIFIER:

Leonidas m'a fait vérifier si le schéma de signature est censé faire ce que je pense qu'il fait. Il existe deux types de signature définis dans le RFC :

Le le premier de ceux-ci (PKCS1) est celui que je décris ci-dessus. Il utilise une fonction de hachage pour créer un condensé, puis chiffre le résultat avec une clé privée.

L'algorithme second utilise une valeur de sel aléatoire et est plus sécurisé mais non déterministe. La signature produite à partir du code ci-dessus ne change pas si la même clé est utilisée à plusieurs reprises. Je ne pense donc pas que cela puisse être PSS.

MODIFIER:

Voici la méthode bytes2string que j'utilisais:

private static String bytes2String(byte[] bytes) {
    StringBuilder string = new StringBuilder();
    for (byte b : bytes) {
        String hexString = Integer.toHexString(0x00FF & b);
        string.append(hexString.length() == 1 ? "0" + hexString : hexString);
    }
    return string.toString();
}
javaencryptioncryptographyrsadigital-signature
65
Mike Houston

OK, j'ai travaillé sur ce qui se passe. J'étais stupide. Leonidas a raison, il n'y a pas que le hachage chiffré, c'est l'identifiant de l'algorithme de hachage concaténé avec le résumé:

  DigestInfo ::= SEQUENCE {
      digestAlgorithm AlgorithmIdentifier,
      digest OCTET STRING
  }

C'est pourquoi ils sont différents.

51
Mike Houston

Pour produire les mêmes résultats:

MessageDigest sha1 = MessageDigest.getInstance("SHA1", BOUNCY_CASTLE_PROVIDER);
byte[] digest = sha1.digest(content);
DERObjectIdentifier sha1oid_ = new DERObjectIdentifier("1.3.14.3.2.26");

AlgorithmIdentifier sha1aid_ = new AlgorithmIdentifier(sha1oid_, null);
DigestInfo di = new DigestInfo(sha1aid_, digest);

byte[] plainSig = di.getDEREncoded();
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding", BOUNCY_CASTLE_PROVIDER);
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
byte[] signature = cipher.doFinal(plainSig);
9
Romulo Pereira

Une version légèrement plus efficace de la méthode bytes2String est

private static final char[] hex = {'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f'};
private static String byteArray2Hex(byte[] bytes) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder(bytes.length * 2);
    for (final byte b : bytes) {
        sb.append(hex[(b & 0xF0) >> 4]);
        sb.append(hex[b & 0x0F]);
    }
    return sb.toString();
}
4
magiconair

Euh, après avoir compris votre question: êtes-vous sûr que la méthode signature ne crée qu'un SHA1 et le chiffre? GPG et autres proposent de compresser/effacer le signe des données. Peut-être que cette signature Java crée également une signature détachable/connectable.

4
Leonidas

En prenant la réponse de @Mike Houston comme pointeur, voici un exemple de code complet qui traite de la signature, du hachage et du cryptage.

/**
 * @param args
 */
public static void main(String[] args)
{
    try
    {
        boolean useBouncyCastleProvider = false;

        Provider provider = null;
        if (useBouncyCastleProvider)
        {
            provider = new BouncyCastleProvider();
            Security.addProvider(provider);
        }

        String plainText = "This is a plain text!!";

        // KeyPair
        KeyPairGenerator keyPairGenerator = null;
        if (null != provider)
            keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA", provider);
        else
            keyPairGenerator = KeyPairGenerator.getInstance("RSA");
        keyPairGenerator.initialize(2048);

        KeyPair keyPair = keyPairGenerator.generateKeyPair();

        // Signature
        Signature signatureProvider = null;
        if (null != provider)
            signatureProvider = Signature.getInstance("SHA256WithRSA", provider);
        else
            signatureProvider = Signature.getInstance("SHA256WithRSA");
        signatureProvider.initSign(keyPair.getPrivate());

        signatureProvider.update(plainText.getBytes());
        byte[] signature = signatureProvider.sign();

        System.out.println("Signature Output : ");
        System.out.println("\t" + new String(Base64.encode(signature)));

        // Message Digest
        String hashingAlgorithm = "SHA-256";
        MessageDigest messageDigestProvider = null;
        if (null != provider)
            messageDigestProvider = MessageDigest.getInstance(hashingAlgorithm, provider);
        else
            messageDigestProvider = MessageDigest.getInstance(hashingAlgorithm);
        messageDigestProvider.update(plainText.getBytes());

        byte[] hash = messageDigestProvider.digest();

        DigestAlgorithmIdentifierFinder hashAlgorithmFinder = new DefaultDigestAlgorithmIdentifierFinder();
        AlgorithmIdentifier hashingAlgorithmIdentifier = hashAlgorithmFinder.find(hashingAlgorithm);

        DigestInfo digestInfo = new DigestInfo(hashingAlgorithmIdentifier, hash);
        byte[] hashToEncrypt = digestInfo.getEncoded();

        // Crypto
        // You could also use "RSA/ECB/PKCS1Padding" for both the BC and Sun Providers.
        Cipher encCipher = null;
        if (null != provider)
            encCipher = Cipher.getInstance("RSA/NONE/PKCS1Padding", provider);
        else
            encCipher = Cipher.getInstance("RSA");
        encCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, keyPair.getPrivate());

        byte[] encrypted = encCipher.doFinal(hashToEncrypt);

        System.out.println("Hash and Encryption Output : ");
        System.out.println("\t" + new String(Base64.encode(encrypted)));
    }
    catch (Throwable e)
    {
        e.printStackTrace();
    }
}

Vous pouvez utiliser le fournisseur BouncyCastle ou le fournisseur Sun par défaut.

1
always_a_rookie_to_learn

J'ai un problème similaire, j'ai testé l'ajout de code et trouvé des résultats intéressants . Avec ce code que j'ajoute, je peux en déduire que, selon le "fournisseur" à utiliser, l'entreprise peut être différente? (car les données incluses dans le cryptage ne sont pas toujours les mêmes chez tous les fournisseurs).

Résultats de mon test.

Conclusion.- Signature Decipher = ??? (corbeille) + DigestInfo (si nous connaissons la valeur de "corbeille", les signatures numériques seront égales)

IDE Eclipse OUTPUT ...

Données d'entrée: c'est le message en cours de signature

Digest: 62b0a9ef15461c82766fb5bdaae9edbe4ac2e067

DigestInfo: 3021300906052b0e03021a0500041462b0a9ef15461c82766fb5bdaae9edbe4ac2e067

Signature Decipher: 1ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff003021300906052b0e03021a0500041462b0a9ef15461c82766fb5bdaae9edbe4ac2e067

CODE

import Java.security.InvalidKeyException;
import Java.security.KeyPair;
import Java.security.KeyPairGenerator;
import Java.security.MessageDigest;
import Java.security.NoSuchAlgorithmException;
import Java.security.NoSuchProviderException;
import Java.security.PrivateKey;
import Java.security.PublicKey;
import Java.security.Signature;
import Java.security.SignatureException;
import javax.crypto.BadPaddingException;
import javax.crypto.Cipher;
import javax.crypto.IllegalBlockSizeException;
import javax.crypto.NoSuchPaddingException;
import org.bouncycastle.asn1.x509.DigestInfo;
import org.bouncycastle.asn1.DERObjectIdentifier;
import org.bouncycastle.asn1.x509.AlgorithmIdentifier;
public class prueba {
/**
* @param args
* @throws NoSuchProviderException 
* @throws NoSuchAlgorithmException 
* @throws InvalidKeyException 
* @throws SignatureException 
* @throws NoSuchPaddingException 
* @throws BadPaddingException 
* @throws IllegalBlockSizeException 
*///
public static void main(String[] args) throws NoSuchAlgorithmException, NoSuchProviderException, InvalidKeyException, SignatureException, NoSuchPaddingException, IllegalBlockSizeException, BadPaddingException {
// TODO Auto-generated method stub
KeyPair keyPair = KeyPairGenerator.getInstance("RSA","BC").generateKeyPair();
PrivateKey privateKey = keyPair.getPrivate();
PublicKey puKey = keyPair.getPublic();
String plaintext = "This is the message being signed";
// Hacer la firma
Signature instance = Signature.getInstance("SHA1withRSA","BC");
instance.initSign(privateKey);
instance.update((plaintext).getBytes());
byte[] signature = instance.sign();
// En dos partes primero hago un Hash
MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("SHA1", "BC");
byte[] hash = digest.digest((plaintext).getBytes());
// El digest es identico a  openssl dgst -sha1 texto.txt
//MessageDigest sha1 = MessageDigest.getInstance("SHA1","BC");
//byte[] digest = sha1.digest((plaintext).getBytes());
AlgorithmIdentifier digestAlgorithm = new AlgorithmIdentifier(new
DERObjectIdentifier("1.3.14.3.2.26"), null);
// create the digest info
DigestInfo di = new DigestInfo(digestAlgorithm, hash);
byte[] digestInfo = di.getDEREncoded();
//Luego cifro el hash
Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA","BC");
cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, privateKey);
byte[] cipherText = cipher.doFinal(digestInfo);
//byte[] cipherText = cipher.doFinal(digest2);
Cipher cipher2 = Cipher.getInstance("RSA","BC");
cipher2.init(Cipher.DECRYPT_MODE, puKey);
byte[] cipherText2 = cipher2.doFinal(signature);
System.out.println("Input data: " + plaintext);
System.out.println("Digest: " + bytes2String(hash));
System.out.println("Signature: " + bytes2String(signature));
System.out.println("Signature2: " + bytes2String(cipherText));
System.out.println("DigestInfo: " + bytes2String(digestInfo));
System.out.println("Signature Decipher: " + bytes2String(cipherText2));
}
0
Tany Villalba V.