一、數字簽名的原理

數字簽名算(suan)法依靠公鑰(yao)加密(mi)技(ji)術來實現的。在公鑰(yao)加密(mi)技(ji)術里(li)，每一(yi)個使用者有一(yi)對密(mi)鑰(yao)：一(yi)把公鑰(yao)和一(yi)把私鑰(yao)。公鑰(yao)可以自由發布，但私鑰(yao)則秘密(mi)保存(cun)；還(huan)有一(yi)個要(yao)求就是要(yao)讓通過公鑰(yao)推算(suan)出私鑰(yao)的做法不可能實現。

普通的數字簽名算法包括三種算法：1、密碼生成算法(fa)。2、標記算法。3、驗證算法。

數(shu)字(zi)簽(qian)名(ming)技術大多基于哈希(xi)摘要(yao)和非對稱密鑰加密體制(zhi)來實現。如果簽(qian)名(ming)者想要(yao)對某個文件進行數(shu)字(zi)簽(qian)名(ming)，他必須首先(xian)從可信的第三方機(ji)構（數(shu)字(zi)證(zheng)書(shu)認證(zheng)中心CA）取得私(si)鑰和公(gong)鑰，這(zhe)需要(yao)用(yong)到PKI技術。

1、有哈希(xi)算法的(de)數字(zi)簽名(ming)與驗證

哈(ha)(ha)希函(han)數是(shi)一(yi)種“壓縮函(han)數”，利用哈(ha)(ha)希函(han)數可以把任(ren)意長(chang)(chang)度(du)的(de)(de)(de)(de)輸(shu)入經由散列函(han)數算法(fa)變換成固定長(chang)(chang)度(du)的(de)(de)(de)(de)輸(shu)出，該輸(shu)出的(de)(de)(de)(de)哈(ha)(ha)希值就(jiu)是(shi)消(xiao)息(xi)摘(zhai)要(yao)(yao)(yao)，也(ye)稱數字(zi)(zi)摘(zhai)要(yao)(yao)(yao)。在正式的(de)(de)(de)(de)數字(zi)(zi)簽名(ming)中，發(fa)送(song)方首先對發(fa)送(song)文件(jian)采(cai)用哈(ha)(ha)希算法(fa)，得(de)到一(yi)個固定長(chang)(chang)度(du)的(de)(de)(de)(de)消(xiao)息(xi)摘(zhai)要(yao)(yao)(yao)（Message Digest）；再用自己的(de)(de)(de)(de)私鑰（Secret key，SK）對消(xiao)息(xi)摘(zhai)要(yao)(yao)(yao)進(jin)行(xing)(xing)簽名(ming)，形成發(fa)送(song)方的(de)(de)(de)(de)數字(zi)(zi)簽名(ming)。數字(zi)(zi)簽名(ming)將作為隊件(jian)和原文一(yi)起(qi)發(fa)送(song)給接收方；接收方首先用發(fa)送(song)方的(de)(de)(de)(de)公(gong)鑰對數字(zi)(zi)簽名(ming)進(jin)行(xing)(xing)解(jie)密得(de)到發(fa)送(song)方的(de)(de)(de)(de)數字(zi)(zi)摘(zhai)要(yao)(yao)(yao)，然(ran)后用相同(tong)的(de)(de)(de)(de)哈(ha)(ha)希函(han)數對原文進(jin)行(xing)(xing)哈(ha)(ha)希計(ji)算，得(de)到一(yi)個新的(de)(de)(de)(de)消(xiao)息(xi)摘(zhai)要(yao)(yao)(yao)，最后將消(xiao)息(xi)摘(zhai)要(yao)(yao)(yao)與收到的(de)(de)(de)(de)消(xiao)息(xi)摘(zhai)要(yao)(yao)(yao)做(zuo)比較。

2、基于非(fei)對稱密(mi)鑰加密(mi)體制(zhi)的數字簽名與(yu)驗證(zheng)

發送方(fang)首(shou)先將(jiang)原文用(yong)自己(ji)的私鑰加密(mi)得到(dao)數(shu)字(zi)(zi)簽(qian)名，然后將(jiang)原文和數(shu)字(zi)(zi)簽(qian)名一起發送給接收(shou)方(fang)。接收(shou)方(fang)用(yong)發送方(fang)的公鑰對數(shu)字(zi)(zi)簽(qian)名進(jin)行解密(mi)，最(zui)后與原文進(jin)行比較，這種是電(dian)子(zi)商務、電(dian)子(zi)政務中應用(yong)普遍、技術成熟(shu)、可(ke)操作性強的一種電(dian)子(zi)簽(qian)名方(fang)法。它(ta)采用(yong)了規范化的程(cheng)序和科(ke)學(xue)化的方(fang)法，用(yong)于鑒定簽(qian)名人的身份以及對一項電(dian)子(zi)數(shu)據內容的認可(ke)。使(shi)用(yong)數(shu)字(zi)(zi)簽(qian)名技術能夠驗(yan)證文件的原文在(zai)傳(chuan)(chuan)輸(shu)過(guo)程(cheng)中有無變動，確保傳(chuan)(chuan)輸(shu)電(dian)子(zi)文件的完整性、真實性和不可(ke)抵賴性。

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二、數字簽名的特點

每個(ge)人(ren)都有(you)一(yi)對“鑰(yao)(yao)匙”（數(shu)(shu)字身(shen)(shen)份(fen)），其中一(yi)個(ge)只(zhi)有(you)她/他(ta)本人(ren)知道(dao)（私鑰(yao)(yao)），另一(yi)個(ge)公開的(de)（公鑰(yao)(yao)）。簽名(ming)的(de)時候用私鑰(yao)(yao)，驗證(zheng)(zheng)(zheng)簽名(ming)的(de)時候用公鑰(yao)(yao)。又因(yin)為任何人(ren)都可以(yi)落款(kuan)聲稱她/他(ta)就是(shi)你，因(yin)此(ci)公鑰(yao)(yao)必(bi)須向(xiang)接受(shou)(shou)(shou)者信任的(de)人(ren)（身(shen)(shen)份(fen)認證(zheng)(zheng)(zheng)機(ji)構(gou)）來注(zhu)冊(ce)。注(zhu)冊(ce)后身(shen)(shen)份(fen)認證(zheng)(zheng)(zheng)機(ji)構(gou)給你發(fa)一(yi)數(shu)(shu)字證(zheng)(zheng)(zheng)書(shu)。對文(wen)(wen)件簽名(ming)后，你把此(ci)數(shu)(shu)字證(zheng)(zheng)(zheng)書(shu)連(lian)同(tong)文(wen)(wen)件及簽名(ming)一(yi)起發(fa)給接受(shou)(shou)(shou)者，接受(shou)(shou)(shou)者向(xiang)身(shen)(shen)份(fen)認證(zheng)(zheng)(zheng)機(ji)構(gou)求證(zheng)(zheng)(zheng)是(shi)否真(zhen)地是(shi)用你的(de)密鑰(yao)(yao)簽發(fa)的(de)文(wen)(wen)件。

在通(tong)訊(xun)中使用數字(zi)簽名一般具有以下特(te)點：

1、鑒權

公(gong)鑰(yao)(yao)加(jia)密系(xi)統允(yun)許任何人在發送信(xin)息時(shi)使(shi)(shi)用(yong)公(gong)鑰(yao)(yao)進行(xing)加(jia)密，接(jie)收(shou)信(xin)息時(shi)使(shi)(shi)用(yong)私鑰(yao)(yao)解(jie)密。當然(ran)，接(jie)收(shou)者不可(ke)能(neng)百分之(zhi)百確(que)(que)信(xin)發送者的(de)(de)真實身份，而只能(neng)在密碼系(xi)統未被破譯的(de)(de)情(qing)況(kuang)下才有(you)理由(you)確(que)(que)信(xin)。

鑒權的(de)(de)重要(yao)性在財務數(shu)據上表(biao)現得尤為(wei)突出。舉個(ge)例子(zi)，假設一家銀(yin)行將指令(ling)(ling)由它的(de)(de)分行傳(chuan)輸到它的(de)(de)中央管理系統，指令(ling)(ling)的(de)(de)格式是（a，b），其(qi)中a是賬戶(hu)的(de)(de)賬號，而(er)b是賬戶(hu)的(de)(de)現有金額。這時一位(wei)遠程客戶(hu)可以先存入100元，觀察傳(chuan)輸的(de)(de)結果，然(ran)后接(jie)二(er)連三(san)的(de)(de)發送格式為(wei)（a，b）的(de)(de)指令(ling)(ling)。這種(zhong)方法被(bei)稱作重放攻(gong)擊。

2、完整性

傳(chuan)輸(shu)數(shu)據(ju)(ju)的雙方(fang)都總希(xi)望確(que)認消息(xi)未在(zai)傳(chuan)輸(shu)的過(guo)程(cheng)中(zhong)被修改(gai)(gai)。加密使得第三方(fang)想(xiang)要讀取(qu)數(shu)據(ju)(ju)十分困難，然而第三方(fang)仍然能采取(qu)可(ke)行的方(fang)法在(zai)傳(chuan)輸(shu)的過(guo)程(cheng)中(zhong)修改(gai)(gai)數(shu)據(ju)(ju)。一(yi)個(ge)通(tong)俗的例子(zi)就是同形(xing)攻擊(ji)：回想(xiang)一(yi)下(xia)，還是上面的那(nei)家銀行從它的分行向它的中(zhong)央管理系統發(fa)送格(ge)式為(wei)（a，b）的指令，其中(zhong)a是賬(zhang)號，而b是賬(zhang)戶中(zhong)的金額。一(yi)個(ge)遠程(cheng)客(ke)戶可(ke)以(yi)先存100元，然后攔截傳(chuan)輸(shu)結果，再傳(chuan)輸(shu)（a，b），這樣他(ta)就立(li)刻(ke)變成百(bai)萬富(fu)翁了。

3、不可抵賴

在密文背景下，抵賴這個詞指的是不承認與消息有關的舉動（即聲稱消息來自第三方）。消息的接收方可以通過數字簽名來(lai)防止所有(you)后續的抵賴行為，因(yin)為接收方可以出示簽名給別人看來(lai)證(zheng)明信(xin)息的來(lai)源(yuan)。