數(shù)字簽名,什么是數(shù)字簽名
數(shù)字簽名,什么是數(shù)字簽名
在數(shù)字簽名技術出現(xiàn)之前,曾經(jīng)出現(xiàn)過一種“數(shù)字化簽名”技術,簡單地說就是在手寫板上簽名,然后將圖像傳輸?shù)?a target="_blank">電子文檔中,這種“數(shù)字化簽名”可以被剪切,然后粘貼到任意文檔上,這樣非法復制變得非常容易,所以這種簽名的方式是不安全的。數(shù)字簽名技術與數(shù)字化簽名技術是兩種截然不同的安全技術,數(shù)字簽名與用戶的姓名和手寫簽名形式毫無關系,它實際使用了信息發(fā)送者的私有密鑰變換所需傳輸?shù)男畔?。對于不同的文檔信息,發(fā)送者的數(shù)字簽名并不相同。沒有私有密鑰,任何人都無法完成非法復制。從這個意義上來說,“數(shù)字簽名”是通過一個單向函數(shù)對要傳送的報文進行處理得到的,用以認證報文來源并核實報文是否發(fā)生變化的一個字母數(shù)字串。
原理
該技術在具體工作時,首先發(fā)送方對信息施以數(shù)學變換,所得的信息與原信息惟一對應;在接收方進行逆變換,得到原始信息。只要數(shù)學變換方法優(yōu)良,變換后的信息在傳輸中就具有很強的安全性,很難被破譯、篡改。這一個過程稱為加密,對應的反變換過程稱為解密。
現(xiàn)在有兩類不同的加密技術,一類是對稱加密,雙方具有共享的密鑰,只有在雙方都知道密鑰的情況下才能使用,通常應用于孤立的環(huán)境之中,比如在使用自動取款機(ATM)時,用戶需要輸入用戶識別號碼(PIN),銀行確認這個號碼后,雙方在獲得密碼的基礎上進行交易,如果用戶數(shù)目過多,超過了可以管理的范圍時,這種機制并不可靠。
另一類是非對稱加密,也稱為公開密鑰加密,密鑰是由公開密鑰和私有密鑰組成的密鑰對,用私有密鑰進行加密,利用公開密鑰可以進行解密,但是由于公開密鑰無法推算出私有密鑰,所以公開的密鑰并不會損害私有密鑰的安全,公開密鑰無須保密,可以公開傳播,而私有密鑰必須保密,丟失時需要報告鑒定中心及數(shù)據(jù)庫。
數(shù)字簽名的算法很多, 應用最為廣泛的三種是: Hash簽名、DSS簽名和RSA簽名。
1. Hash簽名
Hash簽名不屬于強計算密集型算法,應用較廣泛。它可以降低服務器資源的消耗,減輕中央服務器的負荷。Hash的主要局限是接收方必須持有用戶密鑰的副本以檢驗簽名, 因為雙方都知道生成簽名的密鑰,較容易攻破,存在偽造簽名的可能。
2. DSS和RSA簽名
DSS 和RSA采用了公鑰算法,不存在Hash的局限性。RSA是最流行的一種加密標準,許多產(chǎn)品的內(nèi)核中都有RSA的軟件和類庫。早在Web飛速發(fā)展之前, RSA數(shù)據(jù)安全公司就負責數(shù)字簽名軟件與Macintosh操作系統(tǒng)的集成,在Apple的協(xié)作軟件PowerTalk上還增加了簽名拖放功能,用戶只要把需要加密的數(shù)據(jù)拖到相應的圖標上,就完成了電子形式的數(shù)字簽名。與DSS不同,RSA既可以用來加密數(shù)據(jù),也可以用于身份認證。和Hash簽名相比,在公鑰系統(tǒng)中,由于生成簽名的密鑰只存儲于用戶的計算機中,安全系數(shù)大一些。
功能
數(shù)字簽名可以解決否認、偽造、篡改及冒充等問題。具體要求:發(fā)送者事后不能否認發(fā)送的報文簽名、接收者能夠核實發(fā)送者發(fā)送的報文簽名、接收者不能偽造發(fā)送者的報文簽名、接收者不能對發(fā)送者的報文進行部分篡改、網(wǎng)絡中的某一用戶不能冒充另一用戶作為發(fā)送者或接收者。數(shù)字簽名的應用范圍十分廣泛,在保障電子數(shù)據(jù)交換(EDI)的安全性上是一個突破性的進展,凡是需要對用戶的身份進行判斷的情況都可以使用數(shù)字簽名,比如加密信件、商務信函、定貨購買系統(tǒng)、遠程金融交易、自動模式處理等等。
實施
實現(xiàn)數(shù)字簽名有很多方法,目前采用較多的是非對稱加密技術和對稱加密技術。雖然這兩種技術實施步驟不盡相同,但大體的工作程序是一樣的。用戶首先可以下載或者購買數(shù)字簽名軟件,然后安裝在個人電腦上。在產(chǎn)生密鑰對后,軟件自動向外界傳送公開密鑰。由于公共密鑰的存儲需要,所以需要建立一個鑒定中心(CA)完成個人信息及其密鑰的確定工作。鑒定中心是一個政府參與管理的第三方成員,以便保證信息的安全和集中管理。用戶在獲取公開密鑰時,首先向鑒定中心請求數(shù)字確認,鑒定中心確認用戶身份后,發(fā)出數(shù)字確認,同時鑒定中心向數(shù)據(jù)庫發(fā)送確認信息。然后用戶使用私有密鑰對所傳信息簽名,保證信息的完整性、真實性,也使發(fā)送方無法否認信息的發(fā)送,之后發(fā)向接收方;接收方接收到信息后,使用公開密鑰確認數(shù)字簽名,進入數(shù)據(jù)庫檢查用戶確認信息的狀況和可信度;最后數(shù)據(jù)庫向接收方返回用戶確認狀態(tài)信息。不過,在使用這種技術時,簽名者必須注意保護好私有密鑰,因為它是公開密鑰體系安全的重要基礎。如果密鑰丟失,應該立即報告鑒定中心取消認證,將其列入確認取消列表之中。其次,鑒定中心必須能夠迅速確認用戶的身份及其密鑰的關系。一旦接收到用戶請求,鑒定中心要立即認證信息的安全性并返回信息。
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