如何協調 Ed25519 的 Golang 和 Bittorrent 私鑰格式之間的差異？

ed25519.公共結果差異

問題是由 ed25519 私鑰的不同格式引起的。金鑰以 32 位元組種子開始，使用 SHA512 進行雜湊處理以建立 64 位元組（在此過程中某些位元會翻轉）。

Golang 私鑰格式

Golang 私鑰格式由 32 位元組種子與 32 位元組公鑰連接而成。

Bittorrent 私鑰格式

Bittorrent 私鑰是64-雜湊的位元組輸出，或者可能只是以與雜湊結果相同的方式使用的64 個私密金鑰是64-雜湊的位元組輸出，或者可能只是以與雜湊結果相同的方式使用的64 個隨機位元組。

將 Bittorrent 金鑰轉換為 Golang 格式

不幸的是，將 Bittorrent 金鑰轉換為 Golang 格式是不可行的Golang API 接受的格式，因為雜湊過程是不可逆的。

測試向量的自訂Golang 實作

為了解決此問題，Golang 函式庫的修改版本是基於內部套件golang.org/x/crypto/ed25519/internal/ edwards25519 可以建立：

私鑰產生公鑰的函數

<code class="go">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[:]
}</code>

簽章產生函數

<code class="go">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
}</code>

簽字產生函數

<code class="go">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!")))</code>

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