当前位置: 首页 > news >正文

椭圆曲线Diffie-Hellman密钥交换(ECDH)

椭圆曲线Diffie-Hellman密钥交换(ECDH)实现详解

概论参考:https://www.cnblogs.com/luminescence/p/18932875

1. 椭圆曲线基础

1.1 椭圆曲线方程

椭圆曲线由以下方程定义:

y² = x³ + ax + b (mod p)

其中:

  • ab是曲线参数
  • p是一个大素数
  • 所有运算都在模p下进行

1.2 椭圆曲线上的点

Point类表示椭圆曲线上的点:

class Point:def __init__(self, x: int = None, y: int = None):self.x = xself.y = ydef is_infinity(self) -> bool:return self.x is None and self.y is None

特殊点无穷远点表示群运算的单位元

2. 椭圆曲线运算

2.1 点加法

椭圆曲线上的点加法运算遵循以下规则:

  1. 单位元:P + ∞ = P
  2. 逆元:P + (-P) = ∞
  3. 点加倍:P + P = 2P
  4. 不同点相加:P + Q = R
    代码实现:
def add(self, p1: Point, p2: Point) -> Point:if p1.is_infinity():return p2if p2.is_infinity():return p1# P + (-P) = 无穷远点if p1.x == p2.x and p1.y != p2.y:return self.infinity# 点加倍 P + Pif p1 == p2:if p1.y == 0:return self.infinitynumerator = (3 * p1.x * p1.x + self.a) % self.pdenominator = (2 * p1.y) % self.plam = (numerator * self.mod_inverse(denominator, self.p)) % self.pelse:# P + Qnumerator = (p2.y - p1.y) % self.pdenominator = (p2.x - p1.x) % self.plam = (numerator * self.mod_inverse(denominator, self.p)) % self.px3 = (lam * lam - p1.x - p2.x) % self.py3 = (lam * (p1.x - x3) - p1.y) % self.preturn Point(x3, y3)

2.2 标量乘法

标量乘法k*P使用"双倍-加"算法实现:

def multiply(self, k: int, point: Point) -> Point:if k == 0:return self.infinityif k < 0:raise ValueError("k 必须为正整数")result = self.infinityaddend = pointwhile k:if k & 1:result = self.add(result, addend)addend = self.add(addend, addend)k >>= 1return result

3. ECDH密钥交换协议

3.1 协议步骤

  1. 双方约定使用相同的椭圆曲线参数和基点G
  2. Alice生成私钥a,计算公钥A = a*G
  3. Bob生成私钥b,计算公钥B = b*G
  4. Alice计算共享密钥S = a*B
  5. Bob计算共享密钥S = b*A
  6. 由于aB = a(bG) = b(aG) = bA,双方得到相同的共享密钥

3.2 实现

class ECDH:def __init__(self, curve: EllipticCurve, base_point: Point):self.curve = curveself.base_point = base_pointif not curve.is_on_curve(base_point):raise ValueError("基点不在曲线上")def generate_private_key(self, bits: int = 256) -> int:"""生成私钥"""return secrets.randbelow(2**bits - 1) + 1def compute_public_key(self, private_key: int) -> Point:"""计算公钥"""return self.curve.multiply(private_key, self.base_point)def compute_shared_secret(self, private_key: int, peer_public_key: Point) -> bytes:"""计算共享密钥"""shared_point = self.curve.multiply(private_key, peer_public_key)if shared_point.is_infinity():raise ValueError("共享密钥计算失败")shared_bytes = shared_point.x.to_bytes((shared_point.x.bit_length() + 7) // 8, 'big')return hashlib.sha256(shared_bytes).digest()
http://www.rkmt.cn/news/54992.html

相关文章:

  • 朔州一对一辅导榜单更新:聚焦2025口碑最好的补习机构与平台
  • 2025景德镇一对一家教辅导推荐:性价比与口碑排行榜
  • 2025年11月应届生求职机构推荐榜单与选择指南:一份基于真实数据的权威列表
  • 2025年11月保研辅导机构推荐:主流机构排行榜及避坑指南解析
  • 2025年知名的全域定制五金厂家实力及用户口碑排行榜
  • 2025年11月工业洗地机厂家评测推荐:资质认证与服务质量深度解析
  • Kafka消费者在物联网领域的深度实践:从海量设备接入到实时智能决策 - 详解
  • 2025年木纹转印厂家综合实力排行榜TOP10权威发布
  • 2025年知名的钢材最新TOP厂家排名
  • 2025年11月黄麻床垫产品推荐榜单:权威评测与综合排行指南
  • 2025年11月集装箱活动房回收厂家推荐榜:全国五强厂家综合对比分析
  • 2025年11月凉亭厂家推荐榜:五家优质厂家综合对比与选择指南
  • Jenkins流水线项目发布 - 详解
  • 2025 年最新平衡机源头厂家推荐排行榜,自动加料/加胶/加质平衡机国产优质品牌精选自动加胶平衡机/加质平衡机/自动加质平衡机公司推荐
  • 2025年知名的立环过山车游乐设施厂家最新推荐权威榜
  • 规则的制高点:从权重调适到协议治理的AI伦理范式革命
  • 2025年11月留学生求职专家推荐评测:权威机构市场报告与选择要点
  • 苏州民间借贷纠纷律所推荐及选择参考
  • 2025年热门的漂珠耐火隔热防火板厂家最新推荐权威榜
  • 2025年比较好的推流式潜水搅拌机实力源头
  • 2025年评价高的超薄切割片厂家推荐及选购指南
  • 字符串转 Unicode 字符串
  • 2025年知名的行星式搅拌机厂家推荐及选择参考
  • 小白实测 3 款免费 WAF:最终选雷池,护住我的个人知识库
  • Python爬虫抓取豆瓣TOP250数据 - 指南
  • 2025年杭州公司律师权威推荐榜单:离婚律师/婚姻律师事务所精选
  • 2025年热门的速冻水晶虾仁厂家推荐及采购指南
  • 2025年口碑好的网带式抛丸机厂家选购指南与推荐
  • 2025年玻璃钢厂家权威推荐榜单:一体化泵站/玻璃钢消防水池/玻璃钢缠绕管道源头厂家精选
  • 2025年11月国内箱式变电站/高低压成套设备/油浸式变压器/干式变压器/箱式变压器源头厂家综合实力排行榜TOP10