SHA256withRSA 它是做什么的，顺序是什么？

Question

在密码学等方面，我完全是个新手。我不（也不想）知道 SHA256 和 RSA 的细节。我“知道”他们做了什么，但不知道他们是怎么做的，现在这就足够了。

我想知道“SHA256withRSA”算法（如果你可以这样称呼它的话）实际上是做什么的，顺序是什么。例如，它是否使用 SHA256 对数据进行哈希处理，然后使用 RSA 对其进行加密，或者反之亦然，还是其他方式？

我问的原因是因为我想做 java 相当于：

Signature.getInstance("SHA256withRSA")
signature.initSign(privateKey); //privateKey == a key extracted from a .p12 file

在 iOS 上的 Objective-C 中。而且我似乎找不到任何能做到这一点的东西，因此我问，我可以只散列数据（SHA256）然后加密它（RSA）（反之亦然）并获得相同的行为吗？

做这种事情的建议解决方案是什么？

谢谢！

编辑： 我没有提到我使用通过以下方式获得的私钥对数据进行签名：

KeyStore keystore = KeyStore.getInstance("PKCS12");
keystore.load(new FileInputStream(new File(filename)), password.toCharArray());
PrivateKey privateKey = (PrivateKey)keystore.getKey(alias, password.toCharArray());

文件名例如：“/somewhere/mykey.p12”。

Answer 1

SHA256withRSA的定义

"SHA256withRSA"

在使用 SHA256 对数据进行哈希计算后，使用正式名称 RSASSA-PKCS1-v1_5 实现 PKCS#1 v1.5 填充和模幂运算。

签名生成

签名生成的总体策略是：

1. 散列消息；
2. 为签名生成填充哈希；
3. 使用 OS2IP 将先前的结果转换为数字；
4. 使用private指数和模数进行模幂运算；
5. 使用 I2OSP 将先前的结果转换为八位字节串。

签名验证

签名验证策略由两部分组成

第 1 部分：

1. 散列；
2. 使用与签名生成相同的方法填充哈希；

第 1 部分的结果是本地生成的填充哈希（称为 EM'）。

第 2 部分：

1. 使用 OS2IP 将签名转换为数字；
2. 使用 public 指数和模数进行模幂运算；
3. 使用 I2OSP 将先前的结果转换为八位字节串。

第 2 部分的结果是原始的填充哈希（称为 EM）。

最后比较原始和本地填充的哈希值（EM和EM'）；签名验证比较是否成功。

注意事项

• PKCS#1 v2.0 及更高版本中的 PSS 方案旨在为填充提供更好的安全性证明的非确定性方案。对于新协议，建议改用 PSS 方案，尽管 PKCS#1 v1.5 方案仍然被认为是安全的。

• 签名生成时的模幂不能使用私有指数；如果 CRT 参数存在约 4 倍的加速，它经常使用中国剩余定理。

• OS2IP 通过将八位字节字符串（或字节数组）解释为静态大小的无符号大端值将其转换为整数，I2OSP 执行相反的操作。如果运行时可以直接对二进制表示执行大整数计算，则转换是隐式的（即根本不需要执行）。

• 用于加密和签名生成的 PKCS#1 v1.5 padding 不同，因此使用加密可能会导致错误的签名。

• 另一种验证方法是从填充中提取哈希并执行哈希值的比较。

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适用于 iOS 的 PKCS#1 v1.5

关于 iOS 中的填充，请查看 Thomas Pornin 的this answer。基本上，您应该创建 SHA-256 哈希，为静态数据块（在 PKCS#1 规范中定义）添加前缀，然后使用

SecKeyRawSign

使用

kSecPaddingPKCS1

.

为了您的方便，PKCS#1 定义的数据块需要以 SHA-256 的十六进制表示法作为前缀（在标准文档中很难找到，它在 9.2 的注释中）：

30 31 30 0D 06 09 60 86 48 01 65 03 04 02 01 05 00 04 20