图解密码技术笔记数字签名——消息到底是谁写的

Posted 2022-11-21 nceuaprsf

数字签名（digital signature）

数字签名是一种将相当于现实世界中的盖章，签字的功能在计算机世界中进行实现的技术。使用数字签名可以识别篡改和伪装，还可以防止否认。

签名的生成和验证：

• 生成消息签名是由消息的发送者完成，生成签名就是根据消息内容计算数字签名的值

• 验证数字签名是由接受者完成，验证签名就是检查该签名是否属于发送者

• 发送者使用“发送者的私钥”来进行签名，接受者使用“发送者的公钥”验证签名

• 数字签名就是将公钥签名“反过来用”而实现的：

	私钥	公钥
公钥密码	接受者解密时使用	发送者加密时使用
数字签名	签名者生成签名时使用	验证者验证签名时使用

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数字签名的方法

1 直接对消息进行签名（实际上并不会使用）

2 对消息的散列值进行签名（实际中一般使用这种方法）：

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通过RSA实现数字签名

用RSA生成签名：

• 在RSA中，被签名的消息，密钥以及最终生成的签名都是以数字形式表示的，在对文本进行签名时，需先将文本编码成数字

• 签名=消息^D mod N （RSA生成签名）

• 这里的D和N就是签名者的私钥。签名就是对消息的D次方求modN的结果

用RSA验证签名：

• 由签名求得的消息=签名^E mod N （RSA验证签名）

• 这里的E和N就是签名者的公钥。接受者计算签名的E次方并求modN，得到“由签名得到的消息”，将其与发送者直接发送的消息内容进行对比，如果内容一样则签名通过

其他的数字签名：

• EIGamal：可用于公钥密码和数字签名

• DSA：只能用于数字签名

• Rabin：可用于公钥密码和数字签名

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各种密码技术的对比

密钥是机密性的精华，散列值是完整性的精华

	对称密钥	公钥密钥
发送者	用共享密钥加密	用公钥加密
接受者	用共享密钥解密	用私钥解密
密钥配送问题	存在	不存在，但公钥需要认证
机密性	Yes	Yes

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	消息认证码	数字签名
发送者	用共享密钥计算MAC值	用私钥生成签名
接受者	用共享密钥计算MAC值	用公钥验证签名
密钥配送问题	存在	不存在，但公钥需要认证
完整性	Yes	Yes
认证	Yes	Yes
防止否认	No	Yes