根据RFC测试向量在Java中计算ECDSA签名

我正在用java为一个与ikev2协议相关的程序编写一个测试工具。作为其中的一部分，我需要能够计算ECDSA特征（特别是使用NIST P-256曲线）

描述了ECDSA在IKEv2中的使用，并提供了一组测试向量（包括我需要的p256曲线）

我正在尝试使用以下代码通过java的ECDSA签名实现运行ECDSA-256测试向量值（在RFC中）：

//"abc" for the input
byte[] input = { 0x61, 0x62, 0x63 };

//Ugly way of getting the ECParameterSpec for the P-256 curve by name as opposed to specifying all the parameters manually.
KeyPairGenerator kpg = KeyPairGenerator.getInstance("EC");
ECGenParameterSpec kpgparams = new ECGenParameterSpec("secp256r1");
kpg.initialize(kpgparams);
ECParameterSpec params = ((ECPublicKey) kpg.generateKeyPair().getPublic()).getParams();

//Create the static private key W from the Test Vector
ECPrivateKeySpec static_privates = new ECPrivateKeySpec(new BigInteger("DC51D3866A15BACDE33D96F992FCA99DA7E6EF0934E7097559C27F1614C88A7F", 16), params);
KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("EC");
ECPrivateKey spriv = (ECPrivateKey) kf.generatePrivate(static_privates);

//Perfrom ECDSA signature of the data with SHA-256 as the hash algorithm
Signature dsa = Signature.getInstance("SHA256withECDSA");
dsa.initSign(spriv);
dsa.update(input);

byte[] output = dsa.sign();
System.out.println("Result: " + new BigInteger(1, output).toString(16));

结果应该是：

CB28E099 9B9C7715 FD0A80D8 E47A7707 9716CBBF 917DD72E 97566EA1 C066957C 86FA3B4 E26CAD5B F90B7F81 899256CE 7594BB1E A0C89212 748BFF3B 3D5B0315

相反，我得到：

30460221 00dd9131 edeb5efd c5e718df c8a7ab2d 5532b85b 7d4c012a e5a4e90c 3b824ab5 d7022100 9A2B12 9e10a2ff 7066ff79 89aa73d5 ba37c868 5ec36517 216e2e43 ffa876d7

我知道长度差异是由于JavaASN.1对签名进行编码造成的。然而，其余的都是完全错误的，我不明白为什么

任何帮助或建议都将不胜感激

---

另外，我不是ECDSA或Java加密专家，所以我犯的可能是一个愚蠢的错误，我猜每次运行程序时，相同的明文（待签名）输入都会得到不同的签名值

ECDSA指定为每个签名生成随机临时ECDSA私钥。为此，

Signature.getInstance（“SHA256withECDSA”）

不允许您指定临时密钥（这是一件好事，可以防止许多人在脚上自拍！）。相反，它会得到自己的SecureRandom实例，这将使您的输出不确定性

这可能意味着您不能使用JCE（

Signature.getInstance（）

）进行测试向量验证

您可以做的是扩展

SecureRandom

，使其返回确定性数据。显然，您不应该在实际部署中使用此选项：

public class FixedSecureRandom extends SecureRandom {
    private static boolean debug = false;
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    public FixedSecureRandom() { }
    private int nextBytesIndex = 0;

    private byte[] nextBytesValues = null;

    public void setBytes(byte[] values) {
        this.nextBytesValues = values; 
    }

    public void nextBytes(byte[] b) {
        if (nextBytesValues==null) { 
            super.nextBytes(b);
        } else if (nextBytesValues.length==0) { 
            super.nextBytes(b);
        } else {
            for (int i=0; i<b.length; i++) {
                b[i] = nextBytesValues[nextBytesIndex];
                nextBytesIndex = (nextBytesIndex + 1) % nextBytesValues.length;
            }
        }
    }
}

请注意，BC的

ECDSASigner

仅实现EC签名部分，而不是哈希。您仍然需要自己进行哈希运算（假设您的输入数据位于

data

）：

在创建ECDSA签名之前：

BigInteger[] sig = signer.generateSignature(hash);

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最后，这个

biginger[]

（应该是length==2）是（r，s）值。您需要ASN.1对其进行编码，这将为您提供所需的droids字节。

以下是我的完整测试，使用tsechin的解决方案，使用BouncyCastle，但坚持使用好的旧JCA API：

    byte[] input = { 0x61, 0x62, 0x63 };

    //Create the static private key W from the Test Vector
    ECNamedCurveParameterSpec parameterSpec = ECNamedCurveTable.getParameterSpec("secp256r1");
    org.bouncycastle.jce.spec.ECPrivateKeySpec privateKeySpec = new org.bouncycastle.jce.spec.ECPrivateKeySpec(new BigInteger("DC51D3866A15BACDE33D96F992FCA99DA7E6EF0934E7097559C27F1614C88A7F", 16), parameterSpec);
    KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("EC");
    ECPrivateKey spriv = (ECPrivateKey) kf.generatePrivate(privateKeySpec);

    //Perfrom ECDSA signature of the data with SHA-256 as the hash algorithm
    Signature dsa = Signature.getInstance("SHA256withECDSA", "BC");
    FixedSecureRandom random = new FixedSecureRandom();
    random.setBytes(Hex.decode("9E56F509196784D963D1C0A401510EE7ADA3DCC5DEE04B154BF61AF1D5A6DECE"));
    dsa.initSign(spriv, random);
    dsa.update(input);
    byte[] output = dsa.sign();

    // compare the signature with the expected reference values
    ASN1Sequence sequence = ASN1Sequence.getInstance(output);
    DERInteger r = (DERInteger) sequence.getObjectAt(0);
    DERInteger s = (DERInteger) sequence.getObjectAt(1);
    Assert.assertEquals(r.getValue(), new BigInteger("CB28E0999B9C7715FD0A80D8E47A77079716CBBF917DD72E97566EA1C066957C", 16));
    Assert.assertEquals(s.getValue(), new BigInteger("86FA3BB4E26CAD5BF90B7F81899256CE7594BB1EA0C89212748BFF3B3D5B0315", 16));

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成功！谢谢你快速而详细的回答。我一读它就明白了，它现在对我来说都很有用。非常感谢您的帮助：-）其他人请看这个。最初，我犯了一个新手错误，做了fsr_k.setBytes（新的BigInteger（“9E56F509196784D963D1C0A401510EE7ADA3DCC5DEE04B154BF61AF1D5A6DECE”），toByteArray（）），差点哭了。在执行此操作时，字节数组前面会附加一个0字节，因此您仍然会得到错误的K值：-（@PinkyNoBrain）您需要一个名为I2OS（整数到八位字节字符串）的函数。此方法需要两个输入，一个整数和（键）长度。它返回整数的无符号大端编码，并将

00

字节前置到密钥大小。现在有了无符号部分，请确保还有填充部分…非常感谢：ECDSASigner只实现EC签名部分，而不是哈希。帮助，我。我正在执行

ECPrivateKey spriv=（ECPrivateKey）kf.generatePrivate（privateKeySpec）；

使应用程序忽略其余代码

BigInteger[] sig = signer.generateSignature(hash);

    byte[] input = { 0x61, 0x62, 0x63 };

    //Create the static private key W from the Test Vector
    ECNamedCurveParameterSpec parameterSpec = ECNamedCurveTable.getParameterSpec("secp256r1");
    org.bouncycastle.jce.spec.ECPrivateKeySpec privateKeySpec = new org.bouncycastle.jce.spec.ECPrivateKeySpec(new BigInteger("DC51D3866A15BACDE33D96F992FCA99DA7E6EF0934E7097559C27F1614C88A7F", 16), parameterSpec);
    KeyFactory kf = KeyFactory.getInstance("EC");
    ECPrivateKey spriv = (ECPrivateKey) kf.generatePrivate(privateKeySpec);

    //Perfrom ECDSA signature of the data with SHA-256 as the hash algorithm
    Signature dsa = Signature.getInstance("SHA256withECDSA", "BC");
    FixedSecureRandom random = new FixedSecureRandom();
    random.setBytes(Hex.decode("9E56F509196784D963D1C0A401510EE7ADA3DCC5DEE04B154BF61AF1D5A6DECE"));
    dsa.initSign(spriv, random);
    dsa.update(input);
    byte[] output = dsa.sign();

    // compare the signature with the expected reference values
    ASN1Sequence sequence = ASN1Sequence.getInstance(output);
    DERInteger r = (DERInteger) sequence.getObjectAt(0);
    DERInteger s = (DERInteger) sequence.getObjectAt(1);
    Assert.assertEquals(r.getValue(), new BigInteger("CB28E0999B9C7715FD0A80D8E47A77079716CBBF917DD72E97566EA1C066957C", 16));
    Assert.assertEquals(s.getValue(), new BigInteger("86FA3BB4E26CAD5BF90B7F81899256CE7594BB1EA0C89212748BFF3B3D5B0315", 16));