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数字签名

数字签名,就是只有信息的发送者才能产生的别人无法伪造的一段数字串,这段数字串同时也是对信息的发送者发送信息真实性的一个有效证明。数字签名是非对称密钥加密技术与数字摘要技术的应用

所谓数字签名就是附加在数据单元上的一些数据,或是对数据单元所作的密码变换。这种数据或变换允许数据单元的接收者用以确认数据单元的来源和数据单元的完整性并保护数据,防止被人(例如接收者)进行伪造。它是对电子形式的消息进行签名的一种方法,一个签名消息能在一个通信网络中传输。基于公钥密码体制和私钥密码体制都可以获得数字签名,目前主要是基于公钥密码体制的数字签名。

数字签名(Digital Signature)技术是不对称加密算法的典型应用。数字签名的应用过程是,数据源发送方使用自己的私钥对数据校验和或其他与数据内容有关的变量进行加密处理,完成对数据的合法“签名”,数据接收方则利用对方的公钥来解读收到的“数字签名”,并将解读结果用于对数据完整性的检验,以确认签名的合法性。数字签名技术是在网络系统虚拟环境中确认身份的重要技术,完全可以代替现实过程中的“亲笔签字”,在技术和法律上有保证。在数字签名应用中,发送者的公钥可以很方便地得到,但他的私钥则需要严格保密。

 

 

数字签名技术是将摘要信息用发送者的私钥加密,与原文一起传送给接收者。接收者只有用发送的公钥才能解密被加密的摘要信息,然后用HASH函数对收到的原文产生一个摘要信息,与解密的摘要信息对比。如果相同,则说明收到的信息是完整的,在传输过程中没有被修改,否则说明信息被修改过,因此数字签名能够验证信息的完整性。

数字签名是个加密的过程,数字签名验证是个解密的过程。
 
数字签名有两种功效:一是能确定消息确实是由发送方签名并发出来的,因为别人假冒不了发送方的签名。二是数字签名能确定消息的完整性。因为数字签名的特点是它代表了文件的特征,文件如果发生改变,数字签名的值也将发生变化。不同的文件将得到不同的数字签名。 一次数字签名涉及到一个哈希函数、发送者的公钥、发送者的私钥。
 
每个人都有一对“钥匙”(数字身份),其中一个只有她/他本人知道(密钥),另一个公开的(公钥)。签名的时候用密钥,验证签名的时候用公钥。又因为任何人都可以落款声称她/他就是你,因此公钥必须向接受者信任的人(身份认证机构)来注册。注册后身份认证机构给你发一数字证书。对文件签名后,你把此数字证书连同文件及签名一起发给接受者,接受者向身份认证机构求证是否真地是用你的密钥签发的文件。
 
Digital Signature = signed message digest
 


 
 
在通讯中使用数字签名一般基于以下原因:

鉴权

  公钥加密系统允许任何人在发送信息时使用公钥进行加密,数字签名能够让信息接收者确认发送者的身份。当然,接收者不可能百分之百确信发送者的真实身份,而只能在密码系统未被破译的情况下才有理由确信。
 
  鉴权的重要性在财务数据上表现得尤为突出。举个例子,假设一家银行将指令由它的分行传输到它的中央管理系统,指令的格式是(a,b),其中a是账户的账号,而b是账户的现有金额。这时一位远程客户可以先存入100元,观察传输的结果,然后接二连三的发送格式为(a,b)的指令。这种方法被称作重放攻击。【防重放:在数字签名中,如果采用了对签名报文添加流水号、时戳等技术,可以防止重放攻击.对付重放攻击的一种方法是在认证交换中使用一个序列号来给每一个消息报文编号。仅当收到的消息序数顺序合法时才接受之。但这种方法的困难是要求双方必须保持上次消息的序号。
】

完整性

  传输数据的双方都总希望确认消息未在传输的过程中被修改。加密使得第三方想要读取数据十分困难,然而第三方仍然能采取可行的方法在传输的过程中修改数据。一个通俗的例子就是同形攻击:回想一下,还是上面的那家银行从它的分行向它的中央管理系统发送格式为(a,b)的指令,其中a是账号,而b是账户中的金额。一个远程客户可以先存100元,然后拦截传输结果,再传输(a,b3),这样他就立刻变成百万富翁了。
【1. 机密性:有了机密性的保证,截取攻击就不会成功了。对要签名的消息进行适合的加密操作来保证机密性,这些涉及到加密或签密理论。 
2、防冒充:其他人不能伪造对消息的签名,因为私有密钥只有签名者自己知道,所以其他人不能伪造出正确的签名结果。要求私钥的持有人保存好自己的私钥。
3、防篡改:对于数字签名,签名和原有文件己经形成一个混合的整体数据,不能篡改,从而保证了数据的完整性。

两种更为一般的方法是:
1、时间戳:A接受一个新消息仅当该消息包含一个时间戳,该时间戳在A看来,是足够接近A所知道的当前时间;这种方法要求不同参与者之间的时钟需要同步。

【同步有困难,如延迟,故障。安全的时间服务器用以实现时钟同步可能是最好的方法。】
2、挑战/应答方式。(Challenge/Response)A期望从B获得一个新消息,首先发给B一个临时值(challenge),并要求后续从B收到的消息(response)包含正确的这个临时值。

 【不适应非连接性的应用,因为它要求在传输开始之前先有握手的额外开销,这就抵消了无连接通信的主要特点。】
】

不可抵赖

  在密文背景下,抵赖这个词指的是不承认与消息有关的举动(即声称消息来自第三方)。消息的接收方可以通过数字签名来防止所有后续的抵赖行为,因为接收方可以出示签名给别人看来证明信息的来源。【防抵赖:数字签名可以鉴别身份,不可能冒充伪造。签名者无法对自己作过的签名抵赖。要防止接收者的抵赖,在数字签名体制中,要求接收者返回一个自己签名的表示收到的报文,给对方或者是第三方,或者引入第三方仲裁机制。这样,双方均不可抵赖。】

posted on 2012-08-01 11:58  Songhan  阅读(951)  评论(0)    收藏  举报

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