签名和加密与加密和签名 - GPG 有什么作用？

Question

我已经阅读了讨论我们应该先签名然后加密，还是加密然后签名？以及论文S/MIME、PKCS#7、MOSS、PEM、PGP 和 XML 中的缺陷签名和加密。我的问题与 gpg 正在做什么有关。这有点难以凭经验辨别，因为以下输出：

gpg --encrypt --sign <filename>

每次运行时都会发生变化。（为什么？）

@Jens 解释说，部分原因是包含时间戳。有什么办法可以消除它吗？我没有看到 gpg 选项。

由于选项的顺序可能没有区别，并且由于我无法使用该--detach-sign选项（无论如何只生成一个输出文件），我怀疑输出代表：

\begin{equation}
E_r (msg\  \| \ E_s (\#msg))
\end{equation}

其中$E_r$是用接收者的公钥$E_s$加密，是用发送者的私钥加密，$msg$是消息，$\#msg$是消息的散列，$\|$是连接。IE。这将是“签署消息然后加密”。这样对吗？

或者是它：

\begin{equation}
E_r (msg) \  \| \ E_s (\#msg)
\end{equation}

换句话说，它是“加密然后使用纯文本签名”吗？我假设它不是“加密然后签名密文”，($E_r (msg) \ \| \ E_s (\# E_r (msg))$)因为这与上述论文中的第 1.2 节相反。

@Jens 解释说它确实是“签名消息然后加密”。那么我们如何“加密然后使用纯文本签名”，输出单个 openpgp 文件，而不是两个文件，一个是加密数据，另一个是签名？

另外，我已经阅读了论文并阅读了手册 - 除了代码本身之外，我还可以去哪里查找？

@Jens 建议运行：

echo 'foo' | gpg --recipient [key-id] --encrypt --sign | gpg --list-packets 

我运行它，对自己加密并找到下面的输出。有人能解释一下它在告诉我们什么吗？

[...]
gpg: okay, we are the anonymous recipient.
:encrypted data packet:
    length: unknown
    mdc_method: 2
gpg: encrypted with RSA key, ID 00000000
:compressed packet: algo=2
:onepass_sig packet: keyid C6701618143AFA1E
    version 3, sigclass 0x00, digest 10, pubkey 1, last=1
:literal data packet:
    mode b (62), created 1443494042, name="",
    raw data: 4 bytes
:signature packet: algo 1, keyid C6701618143AFA1E
    version 4, created 1443494042, md5len 0, sigclass 0x00
    digest algo 10, begin of digest d7 3a
    hashed subpkt 2 len 4 (sig created 2015-09-29)
    subpkt 16 len 8 (issuer key ID C6701618143AFA1E)
    data: [4095 bits]

Answer 1

这有点难以凭经验辨别，因为以下输出：

gpg --encrypt --sign <filename>

每次运行时都会发生变化。（为什么？）

这有两个原因：

1. OpenPGP 中的对称加密使用随机初始化向量（或者更确切地说，具有固定初始化向量的类似构造）
2. 包括签名创建时间戳。

签名和加密与加密和签名 - gpg 有什么作用？

GnuPG 首先对消息进行签名，然后对其进行加密。您可以使用gpg --list-packets以下方法验证这一点：

echo 'foo' | gpg --recipient [key-id] --encrypt --sign | gpg --list-packets

正如数据包的顺序所示，它首先对消息进行签名然后加密。

根据我对RFC 4880 和 OpenPGP 的理解，两种顺序都被定义了：OpenPGP 消息可以是签名、加密、压缩和文字数据，而签名应用于 OpenPGP 消息，解密的消息也必须形成 OpenPGP 消息。