SignatureExtensions

Namespace: WvdS.System.Security.Cryptography.Signatures

Drop-In Replacement Extensions für digitale Signaturen mit Post-Quantum Support. Erweitert RSA, ECDsa und X509Certificate2 um PQ-hybride Signierfunktionen.

Diese Klasse bietet drei Arten von Signaturen:

using var rsa = RSA.Create(2048);
byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes("Wichtige Daten");
 
// Signieren mit explizitem Modus
byte[] signature = rsa.SignData(
    data,
    HashAlgorithmName.SHA256,
    RSASignaturePadding.Pkcs1,
    CryptoMode.Hybrid);
 
// Verifizieren
bool isValid = rsa.VerifyData(
    data,
    signature,
    HashAlgorithmName.SHA256,
    RSASignaturePadding.Pkcs1,
    CryptoMode.Hybrid);

using var fileStream = File.OpenRead("document.pdf");
 
byte[] signature = rsa.SignData(
    fileStream,
    HashAlgorithmName.SHA256,
    RSASignaturePadding.Pkcs1,
    CryptoMode.Hybrid);

using var ecdsa = ECDsa.Create(ECCurve.NamedCurves.nistP256);
byte[] data = GetDataToSign();
 
// Signieren
byte[] signature = ecdsa.SignData(
    data,
    HashAlgorithmName.SHA256,
    CryptoMode.Hybrid);
 
// Verifizieren
bool isValid = ecdsa.VerifyData(
    data,
    signature,
    HashAlgorithmName.SHA256,
    CryptoMode.Hybrid);

var certificate = GetSigningCertificate();
byte[] data = GetDataToSign();
 
// Signieren (verwendet automatisch RSA oder ECDSA)
byte[] signature = certificate.SignData(
    data,
    HashAlgorithmName.SHA256,
    CryptoMode.Hybrid);
 
// Verifizieren
bool isValid = certificate.VerifyData(
    data,
    signature,
    HashAlgorithmName.SHA256,
    CryptoMode.Hybrid);

Der Key-Typ wird automatisch erkannt:

• RSA-Zertifikat → RSA.SignData + ML-DSA
• ECDSA-Zertifikat → ECDsa.SignData + ML-DSA

Direkte ML-DSA Signaturen ohne klassischen Key:

// Key-Paar generieren
var (publicKey, privateKey) = SignatureExtensions.GenerateMlDsaKeyPair();
 
// Signieren
byte[] data = GetDataToSign();
byte[] signature = SignatureExtensions.SignMlDsa(data, privateKey);
 
// Verifizieren
bool isValid = SignatureExtensions.VerifyMlDsa(data, signature, publicKey);

┌────────────────────────────────────────────┐
│ [4 Bytes] Länge klassische Signatur        │
│ [n Bytes] Klassische Signatur (RSA/ECDSA)  │
│ [m Bytes] PQ-Signatur (ML-DSA-65)          │
└────────────────────────────────────────────┘

Für Standalone-Signaturen (ohne Zertifikat) werden thread-lokale transiente Keys verwendet:

// Eigene Keys setzen
var (pubKey, privKey) = SignatureExtensions.GenerateMlDsaKeyPair();
SignatureExtensions.SetTransientPqKey(pubKey, privKey);
 
// Jetzt können SignData/VerifyData ohne Zertifikat verwendet werden
byte[] sig = rsa.SignData(data, HashAlgorithmName.SHA256,
    RSASignaturePadding.Pkcs1, CryptoMode.Hybrid);
 
// Nur Public Key für Verifikation
SignatureExtensions.SetTransientPqPublicKey(pubKey);
bool valid = rsa.VerifyData(data, sig, HashAlgorithmName.SHA256,
    RSASignaturePadding.Pkcs1, CryptoMode.Hybrid);
 
// Aufräumen (überschreibt Private Key mit Nullen)
SignatureExtensions.ClearTransientPqKey();

// 1. CryptoMode konfigurieren
CryptoConfig.DefaultMode = CryptoMode.Hybrid;
 
// 2. Zertifikat laden (mit PQ-Keys)
var cert = X509Certificate2ExportExtensions.ImportPfx(
    "signing-cert.pfx",
    "password");
 
// 3. Dokument signieren
byte[] documentData = File.ReadAllBytes("contract.pdf");
byte[] signature = cert.SignData(documentData, HashAlgorithmName.SHA256);
 
// 4. Signatur speichern
File.WriteAllBytes("contract.sig", signature);
 
// 5. Später verifizieren
var verifyCert = new X509Certificate2("signing-cert.cer");
bool isValid = verifyCert.VerifyData(
    File.ReadAllBytes("contract.pdf"),
    File.ReadAllBytes("contract.sig"),
    HashAlgorithmName.SHA256);
 
Console.WriteLine($"Signatur gültig: {isValid}");

• Signatures Namespace
• SignedDataExtensions
• X509Certificate2Extensions
• ML-DSA Algorithmus

Wolfgang van der Stille @ EMSR DATA d.o.o. - Post-Quantum Cryptography Professional