数字签名技术的主要功能_数字签名技术的实现过程

数字签名技术的主要功能

数字签名技术可以解决数据的否认、伪造、篡改及冒充等问题，满足上述要求的数字签名技术有如下主要功能：

（1）发送者事后不能否认自己发送的签名；

（2）接收者能够核实发送者发送的签名；

（3）接收者不能伪造发送者的签名；

（4）接收者不能对发送者的原文进行篡改；

（5）数据交换中的某一用户不能冒充另一用户作为发送者或接收者。

简单说来，数字签名是指用密码算法，对待发的数据进行加密处理，生成一段数据摘要信息附在原文上一起发送，接受方对其进行验证，判断原文真伪，其签名思想是签名只能南一个人（个体）创建，但可以被任何人校验。

数字签名是防止他人对传输的文件进行破坏．以及确定发信人的身份的手段该技术在数据单元上附加数据，或对数据单元进行秘密变换．这种数据和变换允许数据单元的接收者用以确认数据单元来源和数据单元的完整性，从而达到保护数据，防止被人进行伪造的目的。

数字签名技术的实现过程

对一个电子文件进行数字签名并在网上传输，其技术实现过程大致如下：首先要在网上进行身份认证，然后再进行签名，最后是对签名的验证。

1.认证

PKI提供的服务首先是认证，即身份识别与鉴别，确认实体即为自己所声明的实体。认证的前提是甲乙双方都具有第三方CA所签发的证书，认证分单向认证和双向认证。

（1）单向认证是甲乙双方在网上通信时，甲只需要认证乙的身份即可。这时甲需要获取乙的证书，获取的方式有两种，一种是在通信时乙直接将证书传送给甲，另一种是甲向CA的目录服务器查询索取。甲获得乙的证书后，首先用CA的根证书公钥验证该证书的签名，验证通过说明该证书是第三方CA签发的有效证书。然后检查证书的有效期及检查该证书是否已被作废（LRC检查）而进入黑名单。

（2）双向认证。双向认证是甲乙双方在网上通信时，甲不但要认证乙的身份，乙也要认证甲的身份。其认证过程与单向认证过程相同。

甲乙双方在网上查询对方证书的有效性及黑名单时，采用的是LDAP协议（LightDirectoryAccessProtocol），它是一种轻型目录访问协议。

2.数字签名与验证过程

网上通信的双方，在互相认证身份之后，即可发送签名的数据电文。数字签名的全过程分两大部分，即签名与验证。

数字签名过程分两部分：左侧为签名，右侧为验证过程。即发方将原文用哈希算法求得数字摘要，用签名私钥对数字摘要加密得数字签名，发方将原文与数字签名一起发送给接受方；收方验证签名，即用发方公钥解密数字签名，得出数字摘要；收方将原文采用同样哈希算法又得一新的数字摘要，将两个数字摘要进行比较，如果二者匹配，说明经数字签名的电子文件传输成功。

3.数字签名的操作过程

数字签名的操作过程需要有发方的签名证书的私钥及其验证公钥。

数字签名操作具体过程如下：首先是生成被签名的电子文件（《电子签名法》中称数据电文），然后对电子文件用哈希算法做数字摘要，再对数字摘要用签名私钥做非对称加密，即做数字签名；之后是将以上的签名和电子文件原文以及签名证书的公钥加在一起进行封装，形成签名结果发送给收方，待收方验证。

4.数字签名的验证过程

接收方收到发方的签名结果后进行签名验证，其具体操作过程如下：

接收方收到数字签名的结果，其中包括数字签名、电子原文和发方公钥，即待验证的数据。接收方进行签名验证。验证过程是：接收方首先用发方公钥解密数字签名，导出数字摘要，并对电子文件原文做同样哈希算法得出一个新的数字摘要，将两个摘要的哈希值进行结果比较，相同签名得到验证，否则无效。这就做到了《电子签名法》中所要求的对签名不能改动，对签署的内容和形式也不能改动的要求。

5.数字签名的作用

如果接收方对发方数字签名验证成功，就可以说明以下三个实质性的问题：

（1）该电子文件确实是由签名者的发方所发出的，电子文件来源于该发送者。因为，签署时电子签名数据由电子签名人所控制。

（2）被签名的电子文件确实是经发方签名后发送的，说明发方用了自己的私钥做的签名，并得到验证，达到不可否认的目的。

（3）接收方收到的电子文件在传输中没有被篡改，保持了数据的完整性，因为，签署后对电子签名的任何改动都能够被发现。

以上三点就是对《电子签名法》中所规定的“安全的电子签名具有与手写签名或者盖章同等的效力”的具体体现。

6.原文保密的数字签名的实现方法

在上述数字签名原理中定义的是对原文做数字摘要和签名并传输原文，在很多场合传输的原文是要求保密的，要求对原文进行加密的数字签名方法如何实现？这里就要涉及到“数字信封”的概念。请参照图8的签名过程。

下面流程是一个典型的“电子信封”处理过程。基本原理是将原文用对称密钥加密传输，而将对称密钥用收方公钥加密发送给对方。收方收到电子信封，用自己的私钥解密信封，取出对称密钥解密得原文。其详细过程如下：

（1）发方A将原文信息进行哈希运算，得一哈希值即数字摘要MD；

（2）发方A用自己的私钥PVA，采用非对称RSA算法，对数字摘要MD进行加密，即得数字签名DS；

（3）发方A用对称算法DES的对称密钥SK对原文信息、数字签名SD及发方A证书的公钥PBA采用对称算法加密，得加密信息E；

（4）发方用收方B的公钥PBB，采用RSA算法对对称密钥SK加密，形成数字信封DE，就好像将对称密钥SK装到了一个用收方公钥加密的信封里；

（5）发方A将加密信息E和数字信封DE一起发送给收方B；

（6）收方B接受到数字信封DE后，首先用自己的私钥PVB解密数字信封，取出对称密钥SK；

（7）收方B用对称密钥SK通过DES算法解密加密信息E，还原出原文信息、数字签名SD及发方A证书的公钥PBA；

（8）收方B验证数字签名，先用发方A的公钥解密数字签名得数字摘要MD；

（9）收方B同时将原文信息用同样的哈希运算，求得一个新的数字摘要MD’；

（10）将两个数字摘要MD和MD’进行比较，验证原文是否被修改。如果二者相等，说明数据没有被篡改，是保密传输的，签名是真实的；否则拒绝该签名。

这样就做到了敏感信息在数字签名的传输中不被篡改，未经认证和授权的人，看不见原数据，起到了在数字签名传输中对敏感数据的保密作用。

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