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数字签名技术

发布时间:2023-01-30 16:37:48 201
# 数据# 技术# 信息

介绍数字签名

数字签名是一种用于确认数据的完整性、确认发送者身份的技术。

签名主要包含两个过程:做摘要、进行非对称加密。

  • 做摘要:签名者使用消息摘要算法对消息做摘要;
  • 进行非对称加密,得到签名值:签名者使用私钥 privateKey 对摘要进行非对称加密,得到消息的签名值;
  • 发送者将 “原始消息” 和 “消息的签名值” 一同发给接收者。

验签主要包含两个过程:对签名值进行解密、自己做摘要,并比较摘要。

  • 对签名值进行解密,得到摘要值:验签者使用签名者的公钥 publicKey 对签名值进行解密,得到摘要值。
  • 自己做摘要,并比较摘要值:验签者使用消息摘要算法对签名的数据做摘要,然后将 “计算出的摘要值” 和 “解密得到的摘要值” 作比较:如果二者相同,则说明验签成功;否则说明验签失败。

思考:为什么不直接对消息进行签名,而是对消息的摘要值进行签名呢?

“基于消息生成签名” 和 “基于消息的摘要值生成签名” 都可以。考虑到加解密的运算速度是相对缓慢的,数字签名算法建议对消息摘要值进行签名,因为摘要值的长度是固定的,并且一般消息的摘要值的长度要比消息的长度短,加解密的运算速度会比较快。

介绍签名算法

一个签名算法包括两个部分:消息摘要算法、非对称加密算法。

常见的签名算法有:RSA、RSA2。


RSA 签名算法的全称是 SHA1WithRSA:它使用的消息摘要算法是 SHA1,它使用的非对称加密算法是 RSA。RSA 签名算法对 RSA 密钥的长度不限制。推荐使用 2048 位以上(256 字节)

RSA2 签名算法的全称是 SHA256WithRSA:它使用的消息摘要算法是 SHA256,它使用的非对称加密算法是 RSA。RSA2 签名算法强制要求 RSA 密钥的长度至少为 2048 位。

数字签名的作用

数字签名技术的本质不是为了加密。

技术是为了解决问题而生的,进行数字签名的目的是:

  • 防止他人篡改信息:由于只有私钥持有者才能 “签署” 消息(不考虑私钥泄露的问题),因此其他人无法篡改信息。如果信息被篡改,那么消息接收者通过验签结果将会得知信息被篡改了。确保信息自签名后 到 收到为止,信息未被修改过。
  • 防止他人伪造信息:由于只有私钥持有者才能 “签署” 消息(不考虑私钥泄露的问题),因此其他人无法伪造信息。如果信息被伪造,那么消息接收者通过验签结果将会得知信息是被伪造的。
  • 防止签名者抵赖:由于只有私钥持有者才能 “签署” 消息(不考虑私钥泄露的问题),因此私钥拥有者不能抵赖说这条签署消息不是他发送的。

数字签名进行的是非对称加密。

如果数字签名进行的是对称加密的话,那么数字签名将不能防止签名者抵赖。原因就在于消息发送者 和 消息接收者拥有同样的密钥(公钥),所以消息发送方可以抵赖,否认消息是他发送的。

参考资料

数字签名是什么? - 阮一峰的网络日志 (ruanyifeng.com)

《深入浅出 HTTPS 从原理到实战》

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