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"rarreg.key"是如何生成的?

WinRAR 使用了基于 ECC 的签名算法来生成 rarreg.key 文件,其使用的签名算法是中国 SM2 数字签名算法的变体。与各种标准 ECDSA 不同的是,WinRAR 使用的椭圆曲线是一个基于复合域 GF2p15p17-inlined GF2p15p17-inlined 上的曲线。

1. 复合域 GF2p15p17-inlined GF2p15p17-inlined

基域 GF2p15-inlinedGF2p15-inlined 采用标准基(多项式基)来表达,采用的不可约多项式为:

各项系数全部位于 GF2-inlinedGF2-inlined。设基域的标准基为:

则位于基域 GF2p15-inlinedGF2p15-inlined 上的元素 AA 可以用如下方式表达:


复合域 GF2p15p17-inlined GF2p15p17-inlined 的不可约多项式为:

各项系数全部位于 GF2p15-inlinedGF2p15-inlined。设复合域的标准基为:

则位于复合域 GF2p15p17-inlined GF2p15p17-inlined 上的元素 BB 可以用如下方式表达:


为了方便表述我们用255比特的大数 DD 来表示位于复合域 GF2p15p17-inlined GF2p15p17-inlined 上的元素 BB。它们的对应关系为:

2. 复合域 GF2p15p17-inlined GF2p15p17-inlined 上的椭圆曲线

曲线方程为:

基点 GG 为:

基点 GG 在曲线上的验证示例。

基点 GG 的阶 nn 为:

3. 消息哈希算法

设长度为 ll 的消息为:

则消息 MM 的 SHA1 值为:

其中 s0,4s0,4 为 SHA1 算法输出时的5个状态值;将这5个状态值按照大端字节序依次输出,即为的 SHA1 哈希值 SHA1MSHA1M。

WinRAR 在做完 SHA1 计算后,采用大数 hh 作为 ECC 签名时消息的哈希:

4. ECC签名算法

设私钥为 kk,公钥为 PP,即:

消息哈希为 hh,则签名 (r,s)(r,s) 为:

  1. 生成随机数 RndRnd,满足 RNDRND。

  2. 计算 rr

    其中 RNDGxRNDGx 表示取 RNDGRNDG 的 X 坐标,同时将 X 坐标从 GF2p15p17-inlined GF2p15p17-inlined 转换为大数。

    若 r=0r=0 或者 rRndrRnd 则回到步骤1。

  3. 计算 ss

    若 s=0s=0 则回到步骤1。

  4. 输出 (r,s)(r,s)。

5. WinRAR的私钥生成算法

该算法会利用长度为 ll 的数据

来生成私钥 kk。

  1. 设6个32位整数为 g0-5g0-5,则有

  2. 令 g0=0g0=0。

  3. 如果 l!=0l!=0 则计算 TT 的 SHA1 值,并将状态值 SiSi 赋值给 gi+1gi+1:

    否则,即 l=0l=0 时,令:

  4. 把 g0g0 作为计数器,自增1。

    计算 SHA1 值:

    取 S0S0 的低16位并记为 Kg0Kg0。

  5. 步骤4再重复14次。

  6. 重复执行完后会得到 k1-15k1-15,则输出私钥

6. WinRAR的公钥和私钥

WinRAR 的私钥 kk 为:

该私钥是通过算法5生成的,其中数据 TT 的长度为0。

公钥 PP 为:

7. 授权文件"rarreg.key"的生成

授权文件的生成需要两个参数:

  1. 用户名的 ANSI 字符串,不包括 null-terminator;记为

  2. 授权类型的 ANSI 字符串,不包括 null-terminator;记为

rarreg.key 的生成算法如下:

  1. 使用用户名 UU 通过算法5计算出私钥 kuku 以及公钥 pupu,并将公钥 pupu 按照 SM2 压缩公钥格式以 Hex 字符串(ASCII编码)的形式输出。得到的 Hex 字符串记为临时值 TempTemp。

    TempTemp 的长度应该为64;若长度不足,则在前面补字符 '0',直到长度为64。

  2. 令字符串 Data3Data3 为

  3. 使用 Data3Data3 通过算法5计算出私钥 kdata3kdata3 以及公钥 pdata3pdata3,并将公钥 pdata3pdata3 按照 SM2 压缩公钥格式以 Hex 字符串(ASCII编码)的形式输出。得到的 Hex 字符串记为 Data0Data0。

    Data0Data0 的长度应该为64;若长度不足,则在前面补字符 '0',直到长度为64。

  4. 令字符串 UIDUID 为

  5. 对授权类型 LL 使用算法4得到签名 (rl,sl)(rl,sl),其中私钥见第6节。

    要求 rlrl 和 slsl 的长度都不得超过240比特,否则重复该步骤。

  6. 将 rlrl 和 slsl 以16进制形式输出(无 "0x" 前缀),分别记为 SZrlSZrl 和 SZslSZsl。

    若长度不满60,则在前面补字符 '0',直到长度为60。

  7. 令字符串 Data1Data1 为

  8. 令字符串 TempTemp 为

    对 TempTemp 使用算法4得到签名 (rTemp,sTemp)(rTemp,sTemp),其中私钥见第6节。

    要求 rTemprTemp 和 sTempsTemp 的长度都不得超过240比特,否则重复该步骤。

  9. 将 rTemprTemp 和 sTempsTemp 以16进制形式输出(无 "0x" 前缀),分别记为 SZrTempSZrTemp 和 SZsTempSZsTemp。

    若长度不满60,则在前面补字符 '0',直到长度为60。

  10. 令字符串 Data2Data2 为

  11. 对

计算 CRC32 值,最终校验和为 CRC32 值的反。将校验和以10进制形式输出,若长度不满10,则在前面补字符 '0',直到长度为10,记为 SZchecksumSZchecksum。

  1. 令字符串 DataData 为

  2. 格式化输出。

    • 固定文件头 "RAR registration data",占一行。

    • 用户名,占一行。

    • 授权类型,占一行。

    • UID,占一行:

    • 将 DataData 按照每行54个字符输出。