使用OpenSSL SHA512库时同一输入生成不同摘要的问题排查

核心问题 #

• 混淆位与字节的概念：你定义的KEY_SIZE注释标注为“number of bits in the key”，但代码中所有使用KEY_SIZE的地方都当作字节数处理。SHA512哈希的输出固定为512位（即64字节），但你给public_key和check_public_key分配了512字节的空间，且memcmp时对比整个512字节——这导致除前64字节的有效哈希值外，剩余448字节都是未初始化的垃圾数据，两次对比时这些垃圾值大概率不同，最终验证失败。

修复步骤 #

1. 修正长度定义：
   • 将私钥长度明确为字节单位，比如需要512位私钥则定义为64字节；
   • 单独定义SHA512的固定输出长度（64字节），避免和私钥长度混淆。
2. 调整数组与对比范围：
   • 公钥、验证用的临时哈希数组大小改为64字节；
   • memcmp仅对比64字节的有效哈希结果，而非整个512字节的数组。

修正后的代码 #

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#include <openssl/sha.h>
#include <openssl/rand.h>
#include <openssl/bn.h>
#include <limits.h>

#define SECRET_KEY_SIZE 64  // 私钥长度：64字节=512位
#define SHA512_OUTPUT_SIZE 64  // SHA512输出固定为64字节

void key_gen(unsigned char *secret_key, unsigned char *public_key) {
    RAND_bytes(secret_key, SECRET_KEY_SIZE);
    SHA512(secret_key, SECRET_KEY_SIZE, public_key);
}

void sign(unsigned char *message, unsigned char *signature, unsigned char *secret_key){
    memcpy(signature, secret_key, SECRET_KEY_SIZE);
}

int verify(unsigned char *message, unsigned char *signature, unsigned char *public_key){
    unsigned char check_public_key[SHA512_OUTPUT_SIZE];
    SHA512(signature, SECRET_KEY_SIZE, check_public_key);
    if(memcmp(check_public_key, public_key, SHA512_OUTPUT_SIZE) != 0){
        printf("not valid");
        return 0;
    }
    
    printf("valid");
    return 1;
}

int main() {
    unsigned char secret_key[SECRET_KEY_SIZE];
    unsigned char public_key[SHA512_OUTPUT_SIZE];
    key_gen(secret_key, public_key);

    unsigned char message[] = "Hello World";
    unsigned char signature[SECRET_KEY_SIZE];
        
    sign(message, signature, secret_key);
    verify(message, signature, public_key);

    return 0;
}

额外说明 #

• 当前签名逻辑仅为测试示例，直接复制私钥作为签名在实际场景中完全不安全；
• 编译时需链接OpenSSL库，例如使用命令：gcc your_code.c -o your_program -lcrypto

内容的提问来源于stack exchange，提问作者hah