Usando SHA1 e RSA com java.security.Signature vs MessageDigest e Cifra

Question

Eu estou tentando entender o que o Java java.security.Signature classe faz. Se eu calcular uma mensagem SHA1 e, em seguida, criptografar que digerir usando RSA, recebo um resultado diferente para perguntar ao Assinatura classe para assinar a mesma coisa:

// 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));

Os resultados em (por exemplo):

Dados de entrada: Esta é a mensagem que está sendo assinado
Digest: 62b0a9ef15461c82766fb5bdaae9edbe4ac2e067
texto cifrado: 057dc0d2f7f54acc95d3cf5cba9f944619394711003bdd12 ...
Assinatura: 7177c74bbbb871cc0af92e30d2808ebae146f25d3fd8ba1622 ...

I deve ter um mal-entendido fundamental do que Assinatura está fazendo - eu rastreada através dele, e parece estar chamando atualização em um MessageDigest objeto, com o algoritmo definido para SHA1 como seria de esperar, em seguida, ficando a digerir, em seguida, fazendo a criptografia. O que está fazendo com que os resultados diferem?

EDIT:

Leonidas me fez verificar se o esquema de assinatura é suposto fazer o que eu acho que ele faz. Existem dois tipos de assinatura definidos no RFC :

• RSASSA-PKCS1-v1_5
• RSASSA-PSS

O primeira delas (PKCS1) é o eu descrevi acima. Ele usa uma função hash para criar um resumo, em seguida, criptografa o resultado com uma chave privada.

O segundo algoritmo usa um valor salt aleatório, e é mais seguro, mas não determinística. A assinatura produzido a partir do código acima não muda se a mesma chave é usada repetidamente, então eu não acho que isso pode ser PSS.

EDIT:

Aqui está o método bytes2string eu estava usando:

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();
}

Answer 1

OK, eu tenho trabalhado para fora o que está acontecendo. Eu estava sendo estúpida. Leonidas é certo, não é apenas o hash que será criptografado, ele é o ID do algoritmo de hash concatenadas com a digerir:

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

É por isso que eles são diferentes.

Answer 2

Para produzir os mesmos resultados:

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);

Answer 3

Erm, após compreender sua pergunta: você tem certeza que o método de assinatura só cria um SHA1 e criptografa? GPG oferta et al comprimir sinal / limpar os dados. Talvez esse java-signature-alg também cria uma assinatura destacável / acoplável.

Answer 4

Uma versão ligeiramente mais eficiente do método bytes2String é

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();
}

Answer 5

Como a resposta de @ Mike Houston como ponteiro, aqui está um exemplo de código completo que faz Assinatura e Hash e criptografia.

/**
 * @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();
    }
}

Você pode usar o Provedor BouncyCastle ou padrão Provedor do Sol.

Answer 6

Eu tenho um problema semelhante, eu testei adicionar código e encontrou alguns resultados interessantes. Com este código eu adiciono, posso deduzir que, dependendo do "provedor" a utilização, a empresa pode ser diferente? (Porque os dados incluídos na criptografia não é sempre igual em todos os provedores).

resultados do meu teste.

Conclusion.- Assinatura Decipher = ??? (lixo) + DigestInfo (se sabemos o valor de "lixo", as assinaturas digitais será igual)

IDE Eclipse SAÍDA ...

Dados de entrada: esta é a mensagem que está sendo assinado

Digest: 62b0a9ef15461c82766fb5bdaae9edbe4ac2e067

DigestInfo: 3021300906052b0e03021a0500041462b0a9ef15461c82766fb5bdaae9edbe4ac2e067

Assinatura Decipher: 1ffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff003021300906052b0e03021a0500041462b0a9ef15461c82766fb5bdaae9edbe4ac2e067

CÓDIGO

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));
}