數(shù)字簽名(Digital Signature)是電子簽名(Electronic Signature)的一種(實(shí)現(xiàn))。
目前電子簽名簽名的實(shí)現(xiàn)方式有：
基于PKI(Public Key Infrastructino)的公鑰密碼技術(shù)的數(shù)字簽名；
以生物特征統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)的識(shí)別標(biāo)識(shí)；
手印、聲音印記或視網(wǎng)膜掃描的識(shí)別；
一個(gè)讓收件人能識(shí)別發(fā)件人身份的密碼代號(hào)、密碼或個(gè)人識(shí)別碼PIN；
基于量子力學(xué)的計(jì)算機(jī)...
數(shù)字簽名的目的和功能:
認(rèn)證、數(shù)據(jù)保密性、數(shù)據(jù)完整性和不可否認(rèn)性.
數(shù)字簽名的實(shí)現(xiàn)方式:
(一)公鑰加密算法如何加密:
比如我要發(fā)送一個(gè)絕密的信息M給你,我當(dāng)然不會(huì)直接把M寫(xiě)在信里面寄給你,我會(huì)提前告訴你解密的方法,然后使用算法P處理M得到P(M),我發(fā)送P(M)給你.因?yàn)槟阒澜饷艿姆椒≒',你使用P'來(lái)處理P(M)得到了M.只要P和P'不讓別人知道,我們的通訊就是保密的.
如果從P'能夠得到P,那你就能知道P,然后偽裝我發(fā)送消息給其他人.
但是據(jù)說(shuō)有一個(gè)公鑰加密算法,加密和解密的算法是一樣的,而且是公開(kāi)的,我告訴你我的公鑰k1,我自己保密的是私鑰k0,我發(fā)送給你的信息是M' = P(k0,M),你收到M'后可以通過(guò)運(yùn)算P(k1,M')得到M,但是通過(guò)k1是無(wú)法計(jì)算出k0的,通過(guò)K0也無(wú)法計(jì)算出k1.(我也不知道是否真的這么神奇,現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上到處都是RSA被破解之類(lèi)的,看得菜鳥(niǎo)我心驚膽顫,俺剛要好好學(xué)習(xí)呢,別人早已經(jīng)把它顛覆了).
這樣你只有解密的份,沒(méi)有偽裝我身份的可能.
同樣你也可以用k1來(lái)加密發(fā)消息給我,我用k0可以將它解密.
但是這種公鑰加密算法是把消息本身當(dāng)成一個(gè)大數(shù)來(lái)進(jìn)行冪運(yùn)算,所以比如我想把1000個(gè)字節(jié)的字符串當(dāng)成一個(gè)大數(shù)來(lái)加密,應(yīng)該是非常困難而且非常慢的.(偶想高手應(yīng)該會(huì)算,但那不是俺關(guān)心的)
所以有了散列.
(二)關(guān)于散列:
最常用的散列機(jī)制有 SHA1,MD5,RIPEMD-160等.SHA1即“安全散列算法”。SHA1 可以處理 2**64字節(jié)以內(nèi)的任何消息，并生成一個(gè) 20 字節(jié)的結(jié)果。
按照菜鳥(niǎo)我看來(lái)這不是"散列",這是"聚列"啊.把一個(gè)2^(64*8)的數(shù)映射到一個(gè)2(20*8)的數(shù),同志們,這不是聚列是什么?但其實(shí)我們一般用的字符串,不會(huì)把0~2^(64*8)的數(shù)全用光,只用了其中一小部分.所以這個(gè)散列似乎是相對(duì)安全的.這種問(wèn)題就留給長(zhǎng)了幾個(gè)腦袋的人來(lái)解決吧.
關(guān)鍵是散列算法比公鑰加密算法要快很多.
這樣,我找到了一對(duì)公鑰和私鑰(k0和k1),我公布了我的散列算法H,發(fā)表了一篇長(zhǎng)5萬(wàn)個(gè)字奇菜無(wú)比的論文,內(nèi)容為M,對(duì)M進(jìn)行散列,很快得到H(M),然后用私鑰加密得到S = P(k0,H(M)),把S附在M后面并發(fā)表.
你看到后為了證實(shí)這篇其爛無(wú)比的文章是我寫(xiě)的,可以判斷 P(k1,S) 是否等于H(M).如果相等,你就可以確定這其爛無(wú)比的文章確實(shí)是我寫(xiě)的.
或者確定那個(gè)狗屁不通的審批確實(shí)是某大人批準(zhǔn)的.
(三)除了使用公鑰加密算法來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字簽名,還可以用HMAC來(lái)實(shí)現(xiàn):
HMAC即散列后的消息驗(yàn)證代碼”(Hashed Messsage Authentication Code)
微軟MSDN上這么說(shuō):
將共享密鑰混合在摘要中，即創(chuàng)建 H(S+M)。您收到消息后，可以使用自己的 S 副本來(lái)創(chuàng)建 H'(S+M)。
在使用 HMAC 時(shí)，完整性保護(hù)的有效性取決于攻擊者計(jì)算出 S 的能力。因此，S 應(yīng)該不容易被猜出，并應(yīng)該經(jīng)常更改 S。符合以上要求的最好方法之一是使用 Kerberos。在 Kerberos 中，中央機(jī)構(gòu)將在兩個(gè)實(shí)體希望通信時(shí)分配包含臨時(shí)會(huì)話密鑰的“票”。此會(huì)話密鑰將用作共享密鑰。在要將簽名發(fā)送給您時(shí)，我將得到一張票，以和你通信。我打開(kāi)票中的屬于我的那一部分來(lái)獲得 S，然后將消息、消息的 HMAC 和票中您的那一部分發(fā)送給您。您打開(kāi)票（使用原來(lái)通過(guò) Kerberos 注冊(cè)的密鑰），獲取 S 以及有關(guān)我身份的信息。您現(xiàn)在可以獲得消息 M，生成自己的 H'(S+M)，并查看它們是否匹配。如果匹配，表明您原封不動(dòng)地收到了我的消息，并且 Kerberos 將通知您我是誰(shuí)。
Kerberos是古希臘神話里的地域門(mén)口的一條三頭狗.也是MIT麻省理工大學(xué)發(fā)明的一種協(xié)議.要使用這個(gè)協(xié)議需要配置一個(gè)分發(fā)服務(wù)器,似乎比較麻煩...