STM32加密库—ECC，ECDSA相关

这篇封装了STM32加密库中ECC部分的一些东西，从ST官方提供的例程里分离出来的。

这部分的东西堆了很久了，拿出来回顾一下

ECC加密

椭圆加密算法（ECC）是一种公钥加密体制，是一种非对称加密方式，用私钥进行签名，公钥进行验签。公钥由于公开性所以都是基于数学难题，往往我们在知道私钥的得到公钥的过程会相对简单，但从公钥恢复出私钥的难度需要大量的计算，几乎是不太可能的，从而达到加密的效果。ECC比广泛使用的RSA的加密性能更好。

具体网上相关介绍的挺多的：

https://www.pediy.com/kssd/pediy06/pediy6014.htm

http://blog.csdn.net/sszgg2006/article/details/41945163

这里有个短视频 把加密的原理讲的非常简单了

http://www.bilibili.com/video/av5795530/

描述一个利用椭圆曲线进行加密通信的过程：

　　1、用户A选定一条椭圆曲线Ep(a,b)，并取椭圆曲线上一点，作为基点G。

　　2、用户A选择一个私有密钥k，并生成公开密钥K=kG。

　　3、用户A将Ep(a,b)和点K，G传给用户B。

　　4、用户B接到信息后 ，将待传输的明文编码到Ep(a,b)上一点M，并产生一个随机整数r。

　　5、用户B计算点C1=M+rK；C2=rG。

　　6、用户B将C1、C2传给用户A。

　　7、用户A接到信息后，计算C1果就是点M。因为

C1-kC2=M+rK-k(rG)=M+rK-r(kG)=M

ECDSA签名的原理

椭圆曲线数字签名算法(ECDSA)是使用椭圆曲线密码(ECC)对数字签名算法(DSA)的模拟，是ECC与DSA的结合，整个签名过程与DSA类似，所不一样的是签名中采取的算法为ECC，最后签名出来的值也是分为r,s。

签名过程如下：

1、选择一条椭圆曲线Ep(a,b)，和基点G；

2、选择私有密钥k ( k小于n，n为G的阶)，利用基点G计算公开密钥K=kG；

3、产生一个随机整数r（r小于n），计算R=rG；

4、将原数据和点R的坐标值x,y作为参数，计算hash，即Hash=SHAXX(原数据,x,y)；

5、计算s≡r - Hash * k (mod n)

6、r和s做为签名值，如果r和s其中一个为0，重新从第3步开始执行

验证过程如下：

1、接受方在收到消息(m)和签名值(r,s)后，进行以下运算

2、计算：sG+H(m)P=(x1,y1), r1≡ x1 mod p。

3、验证等式：r1 ≡ r mod p。

4、如果等式成立，接受签名，否则签名无效。

网上关于STm32 Cryptography library的东西比较少。官方只提供的文件和相关的例程。

ECC私钥生成

官方流程图如下：





流程如下：

1.初始化随机引擎：ECCinitEC

2.初始化椭圆参数

3.生成私钥

5.获得私钥的值

6.生成公私钥对

ECC签名

官方流程图如下：





流程如下：

1.初始化hash并计算hash，在后面签名的时候用到

2.初始化随机数引擎

3.初始化ECC椭圆参数：ECCinitEC

4.初始化并设置私钥：ECCinitPrivKey ECCsetPrivKeyValue

5.初始化ECDSA结构体并对私钥进行ECDSA签名：ECDSAsign ECDSAinitSign

加入摘要，这个过程中间应该包括了生成公钥的过程。具体见前面ECDSA的签名过程。

6.获得ECDSA签名：获得签名的R，S：ECDSAgetSignature

ECC认证过程

官方提供流程图如下：





流程如下：

1.初始化hash并计算，在后面认证的时候用到

2.初始化椭圆参数：ECCinitEC

3.导入公钥点（已知的）：ECCinitPoint， ECCsetPointCoordinate

4.验证公钥是否有效：ECCvalidatePubKey

5.初始化ECDSA签名模块并设置

6.初始化签名数据结构并导入：ECDSAinitSign ECDSAsetSignature

这里导入的为签名的R，S数据

7.ECDSA签名：ECDSAverify

传入message 签名是否成功

代码

https://gitee.com/ShaiChengYuGan/STJiaMiKuECDSAQianMingJiRenZheng.git

说明：

1.主要是ECDSA的签名和认证。运行平台STM32F103

2.P_192 这里其实表达的是一个192位（24字节）的大数，如前面所说，数位数越多越安全。椭圆的参数采用的是ST官

方库提供的参数。

3.这里解释一下hash的函数

4.具体函数的用法可以参照STM32 Cryptographic Library的参考手册