ed25519.Public Result Discrepancy

Das Problem entsteht durch unterschiedliche Formate für ed25519-Privatschlüssel. Der Schlüssel beginnt als 32-Byte-Seed, der mit SHA512 gehasht wird, um 64 Bytes zu erstellen (bestimmte Bits werden während dieses Prozesses umgedreht).

Golang Private Key Format

Das private Schlüsselformat von Golang besteht aus dem 32-Byte-Startwert, der mit dem öffentlichen 32-Byte-Schlüssel verkettet ist.

Bittorrent-Privatschlüsselformat

Die privaten Bittorrent-Schlüssel sind die 64-Byte-Schlüssel. Byte-Ausgabe des Hashs oder möglicherweise nur 64 zufällige Bytes, die auf die gleiche Weise wie das Hash-Ergebnis verwendet werden.

Konvertieren von Bittorrent-Schlüsseln in das Golang-Format

Leider ist es nicht möglich, Bittorrent-Schlüssel in ein zu konvertieren Format, das die Golang-API akzeptiert, da der Hash-Prozess nicht umkehrbar ist.

Benutzerdefinierte Golang-Implementierung für Testvektoren

Um dieses Problem zu beheben, eine modifizierte Version der Golang-Bibliothek Basierend auf dem internen Paket golang.org/x/crypto/ed25519/internal/edwards25519 kann erstellt werden:

Funktion zum Generieren eines öffentlichen Schlüssels aus einem privaten Schlüssel

func getPublicKey(privateKey []byte) []byte {
    var A edwards25519.ExtendedGroupElement
    var hBytes [32]byte
    copy(hBytes[:], privateKey)
    edwards25519.GeScalarMultBase(&A, &hBytes)
    var publicKeyBytes [32]byte
    A.ToBytes(&publicKeyBytes)

    return publicKeyBytes[:]
}

Funktion zur Signaturgenerierung

func sign(privateKey, publicKey, message []byte) []byte {

    var privateKeyA [32]byte
    copy(privateKeyA[:], privateKey) // we need this in an array later
    var messageDigest, hramDigest [64]byte

    h := sha512.New()
    h.Write(privateKey[32:])
    h.Write(message)
    h.Sum(messageDigest[:0])

    var messageDigestReduced [32]byte
    edwards25519.ScReduce(&messageDigestReduced, &messageDigest)
    var R edwards25519.ExtendedGroupElement
    edwards25519.GeScalarMultBase(&R, &messageDigestReduced)

    var encodedR [32]byte
    R.ToBytes(&encodedR)

    h.Reset()
    h.Write(encodedR[:])
    h.Write(publicKey)
    h.Write(message)
    h.Sum(hramDigest[:0])
    var hramDigestReduced [32]byte
    edwards25519.ScReduce(&hramDigestReduced, &hramDigest)

    var s [32]byte
    edwards25519.ScMulAdd(&s, &hramDigestReduced, &privateKeyA, &messageDigestReduced)

    signature := make([]byte, 64)
    copy(signature[:], encodedR[:])
    copy(signature[32:], s[:])

    return signature
}

Beispielverwendung

const privateKeyHex = "e06d3183d14159228433ed599221b80bd0a5ce8352e4bdf0262f76786ef1c74db7e7a9fea2c0eb269d61e3b38e450a22e754941ac78479d6c54e1faf6037881d"

const expectedPublicKey = "77ff84905a91936367c01360803104f92432fcd904a43511876df5cdf3e7e548"
const expectedSig = "6834284b6b24c3204eb2fea824d82f88883a3d95e8b4a21b8c0ded553d17d17ddf9a8a7104b1258f30bed3787e6cb896fca78c58f8e03b5f18f14951a87d9a08"

privateKey, _ := hex.DecodeString(privateKeyHex)
publicKey := getPublicKey(privateKey)

keyMatches := expectedPublicKey == hex.EncodeToString(publicKey)
sigMatches := expectedSig == hex.EncodeToString(sign(privateKey, publicKey, []byte("4:salt6:foobar3:seqi1e1:v12:Hello World!")))