ECDSA

Implementação em Rust do algoritmo de assinatura digital ECDSA usado na disciplina "Linguagens de Programação".

Propósito do projeto

Este projeto demonstra, de forma didática, como funciona um sistema de assinatura digital baseado em curvas elípticas (ECDSA) sobre a curva secp256k1 (crate k256).

Com ele você pode:

• gerar pares de chaves (privada/pública);
• assinar arquivos do computador;
• verificar a validade de assinaturas.

As chaves são armazenadas na pasta keys/ e as assinaturas na pasta files/, independente de onde o arquivo original esteja no sistema de arquivos.

Como funciona a assinatura com ECDSA

Em alto nível, o fluxo de assinatura/verificação é:

1. Geração de chaves: uma chave privada aleatória é gerada, e a partir dela é derivada a chave pública correspondente.
2. Hash do arquivo: antes de assinar, o conteúdo do arquivo é condensado em um hash SHA-256 (32 bytes fixos).
3. Assinatura ECDSA: o hash é assinado com a chave privada, produzindo uma assinatura composta por dois inteiros grandes $(r, s)$.
4. Verificação: qualquer pessoa com a chave pública pode verificar se $(r, s)$ é uma assinatura válida para o hash do arquivo. Se o arquivo for alterado ou a chave não corresponder, a verificação falha.

Formalmente, o ECDSA funciona sobre um grupo de pontos de uma curva elíptica mod $p$. A chave privada é um escalar $d$, e a chave pública é o ponto $Q = dG$, onde $G$ é o ponto gerador da curva. O algoritmo usa operações de exponenciação escalar no grupo para garantir que, sem conhecer $d$, seja computacionalmente inviável forjar assinaturas.

Arquivos principais em src/

src/main.rs

Ponto de entrada da aplicação em linha de comando. Exibe o menu interativo e chama as funções de alto nível para:

• gerar par de chaves;
• assinar arquivo (aceitando caminhos arbitrários);
• verificar assinatura de arquivo.

Também centraliza a lógica de:

• confirmação antes de sobrescrever pares de chaves já existentes;
• confirmação antes de sobrescrever arquivos de assinatura já existentes em files/.

src/crypto/mod.rs

Módulo raiz do subsistema criptográfico. Apenas reexporta os submódulos:

• key — gerenciamento de chaves;
• ecdsa — primitivas de assinatura/verificação ECDSA;
• encoding — operações de alto nível para arquivos;
• files — utilitários de leitura e hash de arquivos.

src/crypto/key.rs

Encapsula os tipos de chave privada e pública baseados em k256:

• PrivateKey: geração segura (via OsRng), serialização para bytes e salvamento/leitura em keys/.
• PublicKey: reconstrução a partir de bytes, salvamento/leitura em keys/ e acesso ao tipo interno VerifyingKey.

Esse módulo é responsável por padronizar o formato em disco das chaves usadas pelo restante do sistema.

src/crypto/ecdsa.rs

Implementa as primitivas de assinatura/verificação ECDSA usando a curva k256:

• tipo Signature { r, s } representando a assinatura em inteiros grandes;
• função sign para assinar um hash com uma PrivateKey;
• função verify para verificar uma assinatura com uma PublicKey.

Serve de ponte entre as chaves de alto nível (key.rs) e a implementação de baixo nível da crate k256.

src/crypto/files.rs

Fornece utilitários de acesso a arquivos. Atualmente expõe:

• sha256_file(path: &Path) -> [u8; 32]: lê o arquivo em blocos e calcula o hash SHA-256 sem carregar tudo em memória de uma vez.

src/crypto/encoding.rs

Camada de alto nível que combina hash + ECDSA para arquivos:

• sign_file(path, private) -> SignResult: calcula o hash do arquivo, assina e retorna o hash em hexadecimal e a assinatura;
• verify_file(path, public, signature) -> VerifyResult: recalcula o hash, verifica a assinatura e informa se é válida.

Esse módulo é o que a main utiliza para assinar e verificar arquivos, escondendo os detalhes de baixo nível.

Como executar

1. Certifique-se de ter o Rust instalado.
2. No diretório do projeto, rode:

cargo run

3. Use o menu interativo para gerar chaves, assinar e verificar arquivos. Para assinar/verificar, você pode informar:

• apenas o nome de um arquivo dentro de files/ (por exemplo, assinar.txt); ou
• um caminho absoluto/relativo em qualquer lugar do seu computador (por exemplo, /home/usuario/documentos/contrato.pdf).

As assinaturas sempre serão gravadas em files/, com o nome do arquivo original acrescido de .sig (por exemplo, contrato.pdf.sig).