数字签名及身份认证

第3章 数字签名和认证技术 到的原始报文中计算出128位的散列值（或报文摘要），接 着再用发送方的公用密钥来对报文附加的数字签名进行解 密。如果两个散列值相同，那么接收方就能确认该数字签 名是发送方的。通过数字签名能够实现对原始报文的鉴别。
第3章 数字签名和认证技术 数字签名机制提供了一种鉴别方法， 通常用于银行、 电子贸 易方面等，以解决如下问题：
第3章 数字签名和认证技术 5）弱单向性。对于任意给定的数据X，要计算出另一个数据Y, 使H（X）＝H（Y），这在计算上是不可行的。 6）强单向性。要寻找任何一对数据(X,Y),使得H(X)=H(Y),这在 计算上是不可行的。
第3章 数字签名和认证技术 3.3 数字签名是通信双方在网上交换信息用公钥密码防止伪造 和欺骗的一种身份认证。数字签名 ( 或称电子加密 ) 是公开密 钥加密技术的一种应用。 其使用方式是：报文的发送方从报 文文本中生成一个 128位的散列值（即哈希函数， 根据报文 文本而产生的固定长度的单向哈希值。有时这个单向值也叫 做报文摘要， 与报文的数字指纹或标准校验相似）。 发送方用自己的专用密钥对这个散列值进行加密来形成 发送方的数字签名。然后，这个数字签名将作为报文的附件 和报文一起发送给报文的接收方。报文的接收方首先从接收
第3章 数字签名和认证技术
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第3章 数字签名和认证技术
3.1 报文鉴别 3.2 散列函数 3.3 数字签名体制 3.4 身份认证技术
3.5 身份认证的实现
第3章 数字签名和认证技术
3.1 报文鉴别
信息网络安全的威胁来自两个方面：一方面是被动攻击，对 手通过侦听和截取等手段获取数据；另一方面是主动攻击，对手 通过伪造、重放、篡改、乱序等手段改变数据。 报文鉴别的方式主要有： 1）报文加密函数。加密整个报文，以报文的密文作为鉴别。 2）报文鉴别码。依赖公开的函数对报文处理，生成定长的鉴 别标签。
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3.2 散列函数
散列函数（Hash）又称哈希函数，是把任意长度的报文（消 息）M通过函数H变换为一个固定长度的散列码h，散列函数 表示为h＝H（M），它生成报文所独有的“指纹”。 散列函数是一种算法，算法输出的内容称为散列码（值）或 称报文摘要（也称数字摘要）。报文摘要就像该报文的数字 指纹，唯一地对应原始报文，如果原始报文改变并且再次通 过散列函数，它将生成不同的报文摘要，因此，散列函数能 用来检测报文的完整性，保证报文从建立开始到收到始终
第3章 数字签名和认证技术 没有被改变和破坏。运行相同算法的接收者应该收到相同的 报文摘要，否则报文是不可信的。 散列函数是公开的，一般不涉及保密密钥。少量的密钥的散 列函数可以作为计算报文的认证码等其他用途，因其有密钥 而具有一定的身份鉴别功能。 3.2.1 单向散列函数 对于单列函数h＝H（M），函数H是单向函数，即为单向散 列函数。 单向函数：设函数 y = f(x) 如果不存在这样一个函数 F(y)=F(f(x))=x 那么f就是一个单项函数
第3章 数字签名和认证技术 CRC（Cyclic Redundancy Check）：循环冗余校验码，CRC校 验由于实现简单，检错能力强，被广泛使用在各种数据校验 应用中。占用系统资源少，用软硬件均能实现，是进行数据 传输差错检测的一种很好的手段（CRC 并不是严格意义上的 散列算法，但它的作用与散列算法大致相同，所以归于此 类）。 单向散列函数性质： 1）广泛适用性。函数H适用于任何大小的数据分组。 2）码长固定性。函数H产生定长输出，一个短报文的散列与 百科全书报文的散列将产生相同长度的散列码。 3）易计算性。对于任何数据M，计算H（M）是容易的。 4）单向不可逆性。无法根据散列码倒推报文，这就是单向函 数的性质。
第3章 数字签名和认证技术 3、报文时间性的鉴别 报文的时间性即指报文的顺序性。报文时间性的鉴别是指收 方在收到一份报文后，需要确认是否保持正确的顺序，有无断 漏和重复。 4、报文内容的鉴别 对报文内容进行鉴别是十分重要的。报文内容的鉴别使收 方能够确认报文内容是否真实。
第3章 数字签名和认证技术 在 1992 年 [RFC 1321] 公布了 MD 报文摘要算法的细节。这 是 Rivest (即 RSA 中的第一个人“R”) 提出的第 5 个版本的 MD。此算法可对任意长的报文进行运算，然后得出 128 bit 的 MD 代码。
（1） 伪造：接收者伪造一份文件，声称是对方发送的；
（2）抵赖：发送者或接收者事后不承认自己发送或接收过文 件；
3）散列函数。将任意长度的报文变换为定长的报文摘要，并 加以鉴别。
第3章 数字签名和认证技术 3.1.1 报文鉴别概述 鉴别是验证通信对象是原定的发送者而不是冒名顶替者 的技术。既，通信的接收方能够鉴别验证所收到的报文的真 伪。 1、报文源的鉴别 接收方使用约定的密钥（由发方决定）对收到的密文进 行解密，并且检验还原的明文是否正确，根据检验结果就可 以验证对方的身份。 2、报文宿的鉴别 只要将报文源的鉴别方法稍作修改，便可使报文的收方 （报文宿）能够认证自己是否是指定的收方。既在将接收方 的某种标识（如标识符、通行字等），加入到报文中。
第3章 数字签名和认证技术 单向函数是进行数据加密/编码的一种算法 单向函数一般用于产生消息摘要，密钥加密等，常见的有： MD5（Message Digest Algorithm 5）：是RSA数据安全公司 开发的一种单向散列算法，MD5被广泛使用，可以用来把不 同长度的数据块进行暗码运算成一个128位的数值； SHA（Secure Hash Algorithm）这是一种较新的散列算法，可 以对任意长度的数据运算生成一个160位的数值； MAC（Message Authentication Code）：消息认证代码，是一 种使用密钥的单向函数，可以用它们在系统上或用户之间认 证文件或消息。HMAC（用于消息认证的密钥散列法）就是 这种函数的一个例子。