ECDSA鍵暗号の作成と検証（openssl、cryptographyを利用）

この記事は MicroAd Advent Calendar 2021 の6日目の記事です。

SKAdNetworkで利用されている暗号技術であるECDSA（楕円曲線DSA）暗号を利用したので、鍵の生成、暗号の生成（署名）、暗号の検証までの一連の手順をまとめます。

今回はopensslを使うパターンと、Pythonライブラリのcryptgraphyを使うパターンの2つ記載します。

前書き

以下、P-256曲線を利用している。

opensslを利用する場合

鍵の生成

秘密鍵

$ openssl ecparam -name prime192v1 -genkey -noout -out key.pem 

公開鍵

$ openssl ec -in key.pem -pubout -out pubkey.pem
read EC key
writing EC key

署名

メッセージを記入

$ vi message.txt

秘密鍵を使って署名

$ openssl dgst -SHA256 -sign key.pem message.txt > signature.dat

鍵の検証

$ openssl dgst -SHA256 -verify pubkey.pem -signature signature.dat message.txt
Verified OK

cryptographyを利用する場合

import base64
from cryptography.hazmat.primitives import serialization
from cryptography.hazmat.primitives import hashes
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import ec
from cryptography.exceptions import InvalidSignature

YOUR_PRIVATE_KEY = 'XXXXX'
YOUR_PUBLIC_KEY = 'XXXXX'
MESSAGE = 'abc'

pri_key = f"""-----BEGIN EC PRIVATE KEY-----\n{YOUR_PRIVATE_KEY}\n-----END EC PRIVATE KEY-----"""
pub_key = f"""-----BEGIN PUBLIC KEY-----\n{YOUR_PUBLIC_KEY}\n-----END PUBLIC KEY-----"""
private_key_ins = serialization.load_pem_private_key(pri_key.encode(), password=None)
public_key_ins = serialization.load_pem_public_key(pub_key.encode())

# private keyでシグネチャ生成
signature = private_key_ins.sign(signature_algorithm=ec.ECDSA(hashes.SHA256()), data=MESSAGE.encode())
attribution_signature = base64.b64encode(signature)

print('original message:', MESSAGE)
print('attribution_signature:', attribution_signature.decode())

# public keyでシグネチャ検証
try:
    public_key_ins.verify(signature, MESSAGE.encode(), ec.ECDSA(hashes.SHA256()))
    print('signature OK.')
except InvalidSignature:
    print('signature NG.')

※ YOUR_PRIVATE_KEY, YOUR_PUBLIC_KEYは各自で発行したものに置き換える

実行結果

$ python script.py
original message: abc
attribution_signature: (省略)
signature OK.