数字签名

概述

一个把数字形式的信息和某个源发实体相联系的数据串,把它附加在一个消息或完全加密的消息上,以便于消息的接收方能够鉴别消息的内容,并证明消息只能源发于所声称的发送方

在信息安全,包括鉴别、数据完整性、抗抵赖性,大型网络安全通信中的密钥分配、鉴别及电子商务系统中,具有重要作用;主要作用:将消息和拥有消息的实体可信地联系起来

需满足

  • 签名不可伪造:除合法签名者外,任何其他人伪造签名困难
  • 签名不可抵赖:签名者事后不能否认自己的签名
  • 签名可信:任何人都可以验证签名的有效性
  • 签名不可复制
  • 签名不可篡改:签名的消息被篡改,任何人都可以发现消息与签名的不一致
手写签名数字签名
签名被认为是被签名消息的一部分签名与消息是分开的,需要绑定在一起
验证通过同以前的签名相比较进行的使用公开的方法对签名进行验证
签名的物理复制是无效的或容易识别的签名代码物理上可被复制,故需要组织重复使用

数字签名方案

由带有陷门的数字签名算法和验证算法构成

数字签名的执行方式

直接数字签名方式

数字签名的执行过程只有通信双方参与,并假定双方有共享的秘密密钥,或者接受一方知道发送方的公钥

缺点:方案的有效性依赖于发送方秘密密钥的安全性

具有仲裁的数字签名方式

在通信双方的基础上引入了第三方仲裁者参与,S表示发送方,R表示接收方,A是仲裁者,M是传送的消息

  1. 应用对称加密,仲裁者能看到消息内容:每个用户都有与仲裁者共享的秘密密钥
  2. 应用对称加密,仲裁者不能看到消息内容:每个用户都有与仲裁者共享的秘密密钥,两两用户间也有共享密钥
  3. 应用公钥加密,仲裁者不能看到消息内容:每个用户都能安全获取仲裁者和其他用户的公钥

基于公钥密码体制的典型数字签名方案

RSA数字签名方案

RSA数字签名体制的安全性决定于RSA公开密钥密码算法的安全性

ElGamal数字签名方案

安全性基于求解离散对数问题的困难性,不费时间打过程了,直接贴图(¬‿¬)

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数字签名标准DSS

其中的算法称为DSA,可看作ElGamal的变体,也是基于离散对数问题

基于椭圆曲线密码的数字签名算法ECDSA

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签名过程

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特殊数字签名方案

不可否认签名

在现实生活中,有时需要在签名者参加的情况下才能进行签名的验证,而签名者又不能否认签名。满足这个要求的数字签名称为不可否认签名方案(Undeniable signature scheme)这一方案的主要目的是阻止签名文件的随便复制和任意散布。

包含三部分

  • 签名算法
  • 验证算法
  • 否认协议

盲数字签名

在常规的数字签名方案中,签名者总是先知道数据的内容后才实施签名,这是通常的办公事务所需要的。但有时却需要某个人对某数据签名,而又不能让他知道数据的内容,这种签名方式称为盲数字签名(Blind Signature),简称盲签名。

显著特点:

  • 消息内容对签名者不可见
  • 在签名被接收者公开后,签名者不能追踪签名

群签名

……

最后修改:2022 年 07 月 29 日
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