在数字时代,数字文档的认证、完整性和不可否认性是信息安全的基本要求。数字签名是满足上述要求的主要方式之一,也是现代密码学的研究内容之一。
数字签名有哪些形式?基于密码学的数字签名有什么优点?常见的数字签名方案有哪些?这些都是理解数字签名的关键问题,我们将为您带来一系列的介绍。
数字签名的概念
从试卷的签署到商业合同的签订,在一定程度上,签字是社会经济活动中“合同确认”的核心方式,从而保证合同的合法性和有效性。
在现实生活和工作中,手写签名是一种传统的单据确认方式,如签订协议、确认付款、批准单据等,表明签字人认可单据内容,愿意承担相关责任。
在数字应用系统中,发信人还希望对数字电文进行签名,使收信人能够识别出伪造的信息,更重要的是可以追查到发信人事后承担相关责任。然而,数字信息与传统文档之间存在着显著的差异,这也导致了数字签名技术与传统签名技术的诸多差异
首先,传统的手写签名和相应的文件都是用物理(如纸张)绑定的,但是数字信息没有明确的物理载体,因此需要使用该算法将签名和报文绑定在一起,进行认证。
其次,在签名验证方法中,传统的手写签名使用接收者的眼睛来区分签名特征是否一致。结果受验证者主观思想的影响,数字信息通常由电子设备进行处理。因此,签名验证结果依赖于数学算法,更加客观。
**,传统的手写签名**(字体模仿)比数字信息的**(粘贴)更困难,因此数字签名需要有更好的方法来实现签名的重用、防伪。
简言之,数字签名是附在电子文件上的一组特殊符号或代码,用于表明签名者的身份和签名者对电子文件的认可,并可供接收者用来验证电子文件在传输过程中是否被篡改或伪造。因此,基于密码学的数字签名具有以下优点:
-消息源认证:数字签名可以代表签名者的身份,即具有消息源认证。
-不可否认性:数字签名生成需要签名者的私钥。换言之,数字签名对应于唯一的签名主体,签名者需要承担不可推卸的责任,即数字签名能够实现不可否认性。
-报文完整性:数字签名可以检查电子文件在传输过程中是否被篡改或伪造,即保证报文的完整性。
根据上述定义,一个完整的数字签名方案由密钥生成算法、签名算法和验证算法三部分组成。
密钥生成算法:根据系统参数为签名者生成公钥和私钥,用于加解密;
签名算法:是一种生成数字签名的算法。一般情况下,使用签名者的私钥计算数据摘要以生成数字签名;
验证算法是一种检查数字签名是否有效(即是否由指定实体生成)的算法。
发送方a使用哈希算法生成消息摘要。消息摘要有两个重要特性:防冲突(很难找到具有相同哈希值的两个不同消息)和摘要长度是固定的(MD5是最常见的摘要算法,速度非常快,结果是固定的128任何消息生成的签名值的长度都是相同的。
在生成消息摘要之后,发送方a用其私钥对摘要进行加密。加密的消息摘要是一个数字签名,然后发送方a将消息和签名发送给接收方B。在这里,有人想知道为什么消息摘要是加密和签名的?对于大文件,消息摘要可以将消息转换为短消息摘要,以验证信息的完整性。它还可以压缩信息长度,提高签名效率。
B接收到消息及其签名后,用发送方a的公钥对签名进行解密,得到发送方a生成的消息摘要,然后用hash算法重新生成发送a得到的消息摘要,并对两个摘要进行比较。如果相同,则表示该签名是该消息发送的有效签名;如果不相同,则该签名无效。
基于上述数字签名的基本原理,人们设计了多种不同的数字签名方案。接下来,我们将逐一介绍这些常用的基于RSA签名方案、基于离散对数的签名方案和基于椭圆曲线的签名方案。
文章标题:了解数字签名的概念和原理
文章链接:https://www.btchangqing.cn/86563.html
更新时间:2022年10月13日
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