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签名验签介绍及算法规格

当需要判断接收的数据是否被篡改、数据是否为指定对象发送的数据时，可以使用签名验签操作。

接下来将说明系统目前支持的算法及其对应的规格。

当前使用C/C++的方式从API version 12开始支持验签，从API version 20开始支持签名。

RSA​

算法库框架目前提供了两种RSA签名验签的填充模式：

  • PKCS1：即RFC3447规范中的RSAES-PKCS1-V1_5模式，对应OpenSSL中的RSA_PKCS1_PADDING。

    使用该模式时需要设置摘要（md），摘要算法输出的长度需要小于RSA密钥长度。例如RSA2048的密钥字节长度为256。

  • PSS： 即RFC3447规范中的RSASSA-PSS模式，对应OpenSSL中的RSA_PKCS1_PSS_PADDING。

    使用该模式时需要设置两个摘要（md和mgf1_md），且md和mgf1_md长度之和需要小于RSA的密钥长度。例如RSA2048的密钥字节长度为256。

    此模式还可额外设置盐长度saltLen，并用于获取PSS的相关参数。（单位：字节）

    PSS的相关参数说明
    md摘要算法。
    mgf掩码生成算法，目前仅支持MGF1。
    mgf1_mdMGF1算法中使用的摘要算法。
    saltLen盐长度。（单位：字节）
    trailer_field用于编码操作的整数，只支持为1。

使用同步接口生成RSA2048、RSA3072、RSA4096、RSA8192非对称密钥或者明文长度超过2048会导致耗时增加。

由于系统对主线程有时间限制，耗时较长会导致失败，建议开发者在生成位数较大的密钥时，使用对应的异步接口或是使用多线程并发能力进行开发。

填充模式为PKCS1​

以字符串参数完成RSA签名验签，具体的“字符串参数”由“非对称密钥类型”、“填充模式 PKCS1”和“摘要”使用符号“|”拼接而成，用于在创建非对称签名验签实例时，指定非对称签名验签算法规格。

如表所示，各取值范围（即[]中的内容）中，只能选取一项完成字符串拼接。举例说明，当需要非对称密钥类型为RSA512、填充模式为PKCS1、摘要算法为MD5的密钥时，其字符串参数为"RSA512|PKCS1|MD5"。

RSA签名验签时，摘要算法输出的长度，需要小于RSA的密钥长度。如RSA密钥为512位时，不支持SHA512。

非对称密钥类型填充模式摘要算法API版本
RSA512PKCS1[MD5SHA1
RSA768PKCS1[MD5SHA1
RSA1024PKCS1[MD5SHA1
RSA2048PKCS1[MD5SHA1
RSA3072PKCS1[MD5SHA1
RSA4096PKCS1[MD5SHA1
RSA8192PKCS1[MD5SHA1
RSAPKCS1符合长度要求的摘要算法10+

如表中最后一行所示，为了兼容由密钥参数生成的密钥，RSA签名验签参数输入密钥类型时支持不带长度，签名验签运算取决于实际输入的密钥长度。

填充模式为PSS​

以字符串参数完成RSA签名验签，具体的“字符串参数”由“非对称密钥类型”、“填充模式 PSS”、“摘要”和“掩码摘要”使用符号“|”拼接而成，用于在创建非对称签名验签实例时，指定非对称签名验签算法规格。

如表所示，各取值范围（即[]中的内容）中，只能选取一项完成字符串拼接。举例说明，当需要非对称密钥类型为RSA2048、填充模式为PSS、摘要算法为SHA256、掩码摘要为MGF1_SHA256的密钥时，其字符串参数为"RSA2048|PSS|SHA256|MGF1_SHA256"。

RSA签名验签时，对于PSS模式，md和mgf1_md长度之和需要小于RSA的密钥长度。如RSA密钥为512位时，无法支持md和mgf1_md同时为SHA256。

非对称密钥类型填充模式摘要掩码摘要API版本
RSA512PSSMD5[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA512PSSSHA1[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA512PSSSHA224[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA512PSSSHA256[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA768PSSMD5[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA768PSSSHA1[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA768PSSSHA224[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA768PSSSHA256[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA768PSSSHA384[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA768PSSSHA512[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA1024PSSMD5[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA1024PSSSHA1[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA1024PSSSHA224[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA1024PSSSHA256[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA1024PSSSHA384[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA1024PSSSHA512[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA2048PSSMD5[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA2048PSSSHA1[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA2048PSSSHA224[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA2048PSSSHA256[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA2048PSSSHA384[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA2048PSSSHA512[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA3072PSSMD5[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA3072PSSSHA1[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA3072PSSSHA224[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA3072PSSSHA256[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA3072PSSSHA384[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA3072PSSSHA512[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA4096PSSMD5[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA4096PSSSHA1[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA4096PSSSHA224[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA4096PSSSHA256[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA4096PSSSHA384[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA4096PSSSHA512[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA8192PSSMD5[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA8192PSSSHA1[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA8192PSSSHA224[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA8192PSSSHA256[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA8192PSSSHA384[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSA8192PSSSHA512[MGF1_MD5MGF1_SHA1
RSAPSS符合长度要求的摘要算法MGF1_符合长度要求的摘要算法10+

如表中最后一行所示，为了兼容由密钥参数生成的密钥，RSA签名验签参数输入密钥类型时支持不带长度，签名验签运算取决于实际输入的密钥长度。

获取/设置PSS填充模式的参数​

当前支持RSA使用PSS填充模式时，获取、设置相关参数，“√”表示支持对获取或设置该参数。

PSS参数枚举值获取设置
mdPSS_MD_NAME_STR√-
mgfPSS_MGF_NAME_STR√-
mgf1_mdPSS_MGF1_MD_STR√-
saltLenPSS_SALT_LEN_NUM√√
trailer_fieldPSS_TRAILER_FIELD_NUM√-

签名模式为OnlySign​

算法库框架目前提供了RSA签名不做摘要仅签名功能。

以字符串参数完成RSA签名，具体的“字符串参数”由“非对称密钥类型”、“填充模式”、“摘要”和“签名模式”使用符号“|”拼接而成，用于在创建非对称签名实例时，指定非对称签名算法规格。

如表所示，各取值范围（即[]中的内容）中，只能选取一项完成字符串拼接。举例说明，当需要非对称密钥类型为RSA2048、填充模式为PKCS1、摘要算法为SHA256、签名模式为OnlySign的密钥时，其字符串参数为"RSA2048|PKCS1|SHA256|OnlySign"。

RSA仅签名时，对待签名数据有长度要求：

  1. PKCS1填充模式，NoHash不设置摘要算法，数据需要小于RSA密钥字节长度-11（PKCS1填充长度）。
  2. PKCS1填充模式，设置任意摘要算法，待签名的数据必须是对应的摘要数据。
  3. NoPadding不设置填充模式，NoHash不设置摘要算法，待签名的数据长度需要等于RSA密钥字节长度，且其数值小于RSA模数。
非对称密钥类型填充模式摘要算法签名模式API版本
RSA512PKCS1[NoHashMD5SHA1
RSA768PKCS1[NoHashMD5SHA1
RSA1024PKCS1[NoHashMD5SHA1
RSA2048PKCS1[NoHashMD5SHA1
RSA3072PKCS1[NoHashMD5SHA1
RSA4096PKCS1[NoHashMD5SHA1
RSA8192PKCS1[NoHashMD5SHA1
[RSA512RSA768RSA1024RSA2048RSA3072
RSAPKCS1符合长度要求的摘要算法OnlySign12+

如表中最后一行所示，为了兼容由密钥参数生成的密钥，RSA签名参数输入密钥类型时支持不带长度，签名运算取决于实际输入的密钥长度。

验签模式为Recover​

算法库框架目前提供了RSA签名恢复原始数据功能。

以字符串参数完成RSA签名恢复，具体的“字符串参数”由“非对称密钥类型”、“填充模式”、“摘要”和“验签模式”使用符号“|”拼接而成，用于在创建非对称验签实例时，指定非对称验签算法规格。

如表所示，各取值范围（即[]中的内容）中，只能选取一项完成字符串拼接。举例说明，当需要非对称密钥类型为RSA2048、填充模式为PKCS1、摘要算法为SHA256、验签模式为Recover的密钥时，其字符串参数为"RSA2048|PKCS1|SHA256|Recover"。

非对称密钥类型填充模式摘要算法签名模式API版本
RSA512PKCS1[NoHashMD5SHA1
RSA768PKCS1[NoHashMD5SHA1
RSA1024PKCS1[NoHashMD5SHA1
RSA2048PKCS1[NoHashMD5SHA1
RSA3072PKCS1[NoHashMD5SHA1
RSA4096PKCS1[NoHashMD5SHA1
RSA8192PKCS1[NoHashMD5SHA1
[RSA512RSA768RSA1024RSA2048RSA3072
RSAPKCS1符合长度要求的摘要算法Recover12+

如表中最后一行所示，为了兼容由密钥参数生成的密钥，RSA签名恢复参数输入密钥类型时支持不带长度，签名恢复运算取决于实际输入的密钥长度。

ECDSA​

ECDSA（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm，椭圆曲线数字签名算法）是基于椭圆曲线密码（ECC）的数字签名算法（DSA）。相比DLP（Discrete Logarithm Problem，普通的离散对数问题）和IFP（Integer Factorization Problem，大数分解问题），椭圆曲线密码的单位比特强度要高于其他公钥体制。

算法库框架提供了多种椭圆曲线及摘要算法组合的ECDSA签名验签能力。

以字符串参数完成ECDSA签名验签，具体的“字符串参数”由“非对称密钥类型”和“摘要”使用符号“|”拼接而成，用于在创建非对称签名验签实例时，指定非对称签名验签算法规格。

如表所示，各取值范围（即[]中的内容）中，只能选取一项完成字符串拼接。举例说明，当需要非对称密钥类型为ECC224、摘要算法为SHA256的密钥时，其字符串参数为"ECC224|SHA256"。

非对称密钥类型摘要API版本
ECC224[SHA1SHA224
ECC256[SHA1SHA224
ECC384[SHA1SHA224
ECC521[SHA1SHA224
ECC_BrainPoolP160r1[SHA1SHA224
ECC_BrainPoolP160t1[SHA1SHA224
ECC_BrainPoolP192r1[SHA1SHA224
ECC_BrainPoolP192t1[SHA1SHA224
ECC_BrainPoolP224r1[SHA1SHA224
ECC_BrainPoolP224t1[SHA1SHA224
ECC_BrainPoolP256r1[SHA1SHA224
ECC_BrainPoolP256t1[SHA1SHA224
ECC_BrainPoolP320r1[SHA1SHA224
ECC_BrainPoolP320t1[SHA1SHA224
ECC_BrainPoolP384r1[SHA1SHA224
ECC_BrainPoolP384t1[SHA1SHA224
ECC_BrainPoolP512r1[SHA1SHA224
ECC_BrainPoolP512t1[SHA1SHA224
ECC_Secp256k1[SHA1SHA224
ECC[SHA1SHA224

如表中最后一行所示，为了兼容由密钥参数生成的密钥，ECDSA签名验签参数输入密钥类型时支持不指定长度和曲线，签名验签运算取决于实际输入的密钥。

DSA​

DSA（Digital Signature Algorithm，数字签名算法）的安全性基于整数有限域离散对数问题的困难性，具有较好的兼容性和适用性。

以字符串参数完成DSA签名验签，具体的“字符串参数”由“非对称密钥类型”和“摘要”使用符号“|”拼接而成，用于在创建非对称签名验签实例时，指定非对称签名验签算法规格。

如表所示，各取值范围（即[]中的内容）中，只能选取一项完成字符串拼接。举例说明，当需要非对称密钥类型为DSA1024、摘要算法为SHA256的密钥时，其字符串参数为"DSA1024|SHA256"。

非对称密钥类型摘要API版本
DSA1024[NoHashSHA1
DSA2048[NoHashSHA1
DSA3072[NoHashSHA1
DSA[NoHashSHA1

如表中最后一行所示，为了兼容由密钥参数生成的密钥，DSA签名验签参数输入密钥类型时支持不带长度，签名验签运算取决于实际输入的密钥长度。

当使用DSA算法并设置摘要算法为NoHash时，则不支持分段签名或分段验签。

SM2​

SM2数字签名算法，是基于椭圆曲线的签名验签算法。

以字符串参数完成SM2签名验签，具体的“字符串参数”由“非对称密钥类型”和“摘要”使用符号“|”拼接而成，用于在创建非对称签名验签实例时，指定非对称签名验签算法规格。

当前SM2签名只支持SM3摘要。

非对称密钥类型摘要字符串参数API版本
SM2_256SM3SM2_256SM3
SM2SM3SM2SM3

如表中最后一行所示，为了兼容由密钥参数生成的密钥，SM2签名验签参数输入密钥类型时支持不带长度，签名验签运算取决于实际输入的密钥长度。

Ed25519​

Ed25519是基于椭圆曲线的签名验签算法。

以字符串参数完成Ed25519签名验签，用于在创建非对称签名验签实例时，指定非对称签名验签算法规格。

非对称密钥类型字符串参数API版本
Ed25519Ed2551911+