数字签名课程设计
06 数字签名(1)PPT资料29页
——数字签名
上一堂课内容回顾
2.1 加密技术（课本P37-P41）
2.1.1 加密技术概述
2.1.2 基本加密方法 古典加密技术
2.1.3 对称密码体制 2.1.4 公钥密码体制
现代加密技术
本讲内容
2.2 数字签名（课本P44-P46）
2.2.1 什么是数字签名 2.2.2 数字签名的原理 2.2.3 数字签名的用途 2.2.4 数字签名方案 2.2.5 常用的签名体制
– 本质：共享密钥的验证。
• 签名和验证过程：用户A与B共享对称密钥密码体 制的密钥K，要签名的消息为Ｐ，则签名的加密 算法： Ｃ＝sigK(P)=EK(P) 思考：如何验证？
基于对称密钥密码算法的数字签名 （私钥密码算法或秘密密钥算法）
– 验证算法就是解密算法： ver(P,C)=True P=DK(C)；
KA(KA(P))=P
①KA, KA(P)
C(第三方)
⑤KB(A+T+P)
A(发送方)
②KC(A+T+P) ④KB, KC(A+T+P)
③KC(A+T+P)
B(接收方)
KB(KB(A+T+P)) =P
图 实施秘密密钥数字签名的具体过程
基于公开密钥密码算法的数字签名 （公钥密码算法）
• 发送方和接收方都有一对密钥，其中一个 是加密密钥且为公开密钥；另一个解密密 钥则为私人密钥，只有拥有者本人知道； 而且从公开的加密密钥无法推算出解密密 钥。（回顾前面内容）
或加密算法：Ｃ＝EK(P)。
发送方和接收方都知道同一密钥？ 可能发生否认或篡改报文的行为！！！
基于数字签名的选课系统设计与实现
组用 户共 享 ， 但在 实 际应用 中 ， 用公 共模 数可 能会带 来 使
一
定 的 威 胁 。签 名 过 程 如 下 ：
（） 生随机数 ｋ ｋ ｑ； １产 ，＜ （） ２ 计算 ｒ（ ＝ ｋｍｏ Ｐ ｍｏ ： ｄ ） ｄｑ ｓ （ －）Ｈ（ ＋【 ｍｏ ＝ｋ １（ ｍ））） ｄｑ ｒ 验 证过程 ： 名结果是 （ ｒ ｓ。 签 ｍ，，） （） ３ 验证 时计算 ｗ ｓ（１ ｍｏ ＝ －） ｄｑ ｕ ＝Ｈ（ ｍｏ ，２ （ ｗ） ｄｑ ｌ （ ｍ）ｗ） ｄｑ ｕ ＝ ｒ ｍｏ
ｖ （ ｕ ＾ ２ ｍｏ ） ｄｑ ＝ （ ｌｙｕ ） ｄＰ ｍｏ
已录入 的成绩进 行否认 ， 这种 做法具 有 良好 的实用价值 和应
用推广 价值 。 ２ ．数 字签名技 术
２ １ 数 字 签 名 ．
数 字签 名是 通信双 方 在 网上交 换信 息用 公钥密 码 防止 仿造和 欺骗 的一 种身份认 证 。它 要符合 以下 ４条基 本规则 ： （） １接收 者能够核 实发送者对 报文 的签名 ， 止 冒充 ；２发 送 防 （）
者 事 后 不 能 否 认 对 报 文 的 签 名 ；３任 何 人 不 能伪 造 报 文 和 签 （）
若 ｖ ｒ则认 为签 名有效 。 ＝， 图 １ 明地 表示 ＤＳ 简 Ｓ数 字签名体 制 。
名 ；４保证 数据的完整 性， （） 防止数据被篡 改『 ３ ｌ 。 数 字签名 作 为信息 安全 的关 键技 术 ， 电子商 务 、 在 电子 银行 、 电子政 务等应用 领 域是应 用广 泛 的 ， 在社 会生 活各 个 领域也有极 其广 阔的应用前 景 。随着 网络 的迅 速发展 ， 电子 签名技术在 政治 、 济、 化生活 中都得到 了广泛应 用 。 经 文 ２ ２ 数字签 名体制 ． 数 字 签 名 的 算 法 有 很 多 ， 如 ＲＳ 数 字 签 名 算 法 、 Ａ Ｅ Ｇａ ｌ Ｌ ｍａ 数字签 名算法 、 ａ ．ｈｍｉ 数字签 名算法 、美 国的 Ｆ ｉＳ ａ ｒ ｔ 数字签名标 准 ／ 法 （ ＳＤＳ ）椭 圆 曲线数 字签名 算法等 算 ＤＳ ／ Ａ 等 。这里主要介 绍 ＤＳ Ｓ数字签 名体制 。 Ｄ Ｓ数 字签 名是美 国国 家标准研 究所 （ Ｓ ）９ ４年 ５ Ｓ ＮＩＴ １ ９ ２ ３ 用Ｊｖ ． ａ ａ实现数字签名
数字签名及哈希函数
数字签名及哈希函数第一篇：数字签名及哈希函数数字签名与哈希函数懂得一点公钥密码基础知识的人都知道，发信息的人用自己的私钥对所发信息进行加密(Encryption)，接收信息者用发信者的公钥来解密(Decryption)，就可以保证信息的真实性、完整性与不可否认性。
（注：这里提到的加密、解密是指密码运算，其目的并非信息保密。
）那么，我们也可以笼统地说，以上方法就已经达到了数字签名的目的。
因为首先，私钥是发信者唯一持有的，别的任何人不可能制造出这份密文来，所以可以相信这份密文以及对应的明文不是伪造的（当然，发信者身份的确定还要通过数字证书来保证）；出于同样原因，发信者也不能抵赖、否认自己曾经发过这份信息；另外，信息在传输当中不可能被篡改，因为如果有人试图篡改，密文就解不出来。
这样，用私钥加密，公钥解密的技术方法就可以代替传统签名、盖章，保证了信息的真实性、完整性与不可否认性。
但是，这样做在实际使用中却存在一个问题：要发的信息可能很长，非对称密码又比较复杂，运算量大，而为了保证安全，私钥通常保存在USB Key或IC卡中，加密运算也是在Key或卡中进行。
一般来说，小小的USB Key或IC卡中的微处理器都做得比较简单而处理能力较弱，这样，加密所用的时间就会很长而导致无法实用。
另外，即使对于网站服务器而言，虽然它的处理能力很强，但服务器要同时处理许许多多签名加密的事情，也同样存在着加密耗时长系统效率低的问题。
有没有解决这个问题的办法呢？有的，常用的方法是使用哈希函数。
什么是哈希函数哈希（Hash）函数在中文中有很多译名，有些人根据Hash的英文原意译为“散列函数”或“杂凑函数”，有些人干脆把它音译为“哈希函数”，还有些人根据Hash函数的功能译为“压缩函数”、“消息摘要函数”、“指纹函数”、“单向散列函数”等等。
1、Hash算法是把任意长度的输入数据经过算法压缩，输出一个尺寸小了很多的固定长度的数据，即哈希值。
数字签名(我的课件)
DSS算法的验证过程
DSS例子
• 密匙生成: • p=67=6× 11+1,q=11 • g=3 p-1/11 mod p=36 mod 67=59 • x=5 ， y=gx mod p=62 • KU=（59 ，67，11，62） • KR=（59，67，11，5）
• 签名: • 令H(M)=4,k=3 • R=(gk mod p) mod q=(593 mod 67) mod 11=2 • S=k-1 (H(M)+rx) mod q=31(4+2 ×5) mod 11=1 • (r,s)=(2,1) • 验证?
数字签名的设计需求
5. 伪造该数字签名在计算复杂性意 义上具有不可行性：
不能从给定的数字签名构造伪造消息； 也不能对一个给定消息伪造一个数字 签名。
6.保存一个数字签名副本是现实可 行的
数字签名分类
1.从接收者验证签名的方式分类 直接数字签名direct digital signature 仲裁数字签名arbitrated digital signature 2.从计算能力上分类 无条件安全的数字签名 计算上安全的数字签名 3.从签名者在一个数字签名算法中所能鉴别 的 消息个数分类 一次性的数字签名 多次性的数字签名
DSS的特点
盲签名
• 盲签名要求: (1)消息内容对签名者不可见。 (2)签名被接收者泄漏后,签名者 无法追踪签名。签名者不能将盲 签名和盲消息对应起来。 • 应用: 电子选举（公证人是签名 者）
盲签名
• 盲签名允许消息者先将消息盲化， 而后让签名者对盲化的消息进行 签名，最后消息拥有者对签字除 去盲因子，得到签名者关于原消 息的签名。盲签名就是接收者在 不让签名者获取所签署消息具体 内容的情况下所采取的一种特殊 的数字签名技术。
DSA多功能数字签名课设说明书
信息安全课程设计说明书题目：DSA多功能数字签名院（系）：计算机科学与工程学院专业：信息安全姓名：学号：指导教师：2014年1 月5日摘要随着计算机网络和信息技术的发展，信息安全在各领域发挥着越来越重要的作用，其中密码学已成为信息安全技术的核心，为了确保数据传输的安全性，不得不采取一系列的安全技术，如加密技术、数字签名、身份认证、密钥管理、防火墙、安全协议等。
其中数字签名就是实现网上交易安全的核心技术之一，它可以保证信息传输的保密性、数据交换的完整性、发送信息的不可否认性、交易者身份的确定性等。
DSA （Digital Signature Algorithm，数字签名算法，用作数字签名标准的一部分），它是另一种公开密钥算法，它不能用作加密，只用作数字签名。
DSA使用公开密钥，为接受者验证数据的完整性和数据发送者的身份。
它也可用于由第三方去确定签名和所签数据的真实性。
DSA算法的安全性基于解离散对数的困难性，这类签字标准具有较大的兼容性和适用性，成为网络安全体系的基本构件之一。
本文主要是介绍使用DSA算法完成的一个数字签名与验证的过程，可以导入导出密钥，进行哈希计算获取摘要，完成签名文件的并导出签名并可以在源文件的后面追加签名的信息，对于摘要的计算这里介绍了两种算法MD5和SHA-1。
这次的的课设主要是为了能够更好的了解和学习数字签名这方面的知识。
关键字： DSA算法数字签名密钥目录引言 (3)1 系统的需求 (3)1.1软件建设目标 (3)1.2系统功能需求 (3)1.3使用范围 (4)1.4故障处理 (4)1.5硬件环境 (4)2 系统的开发相关原理介绍 (4)2.1数字签名的介绍 (4)2.2DSA数字签名原理 (5)2.3SHA-1和MD5的介绍 (6)3 系统详细设计 (7)3.1系统结构 (7)3.2公钥和私钥的计算 (8)3.3摘要值的计算 (10)3.4文件的数字签名与验证 (12)3.5文件、密钥的导入导出 (15)3.6源文件和签名信息的提取 (16)3.7开发环境 (18)4 所遇到的问题和分析解决 (19)5 结论与心得 (20)参考文献 (22)引言随着电子商务的发展，网络上资金的电子交换日益频繁，如何防止信息的伪造和欺骗成为非常重要的问题。
《数字签名技术》PPT课件
用到的知识：
1.模n的二次剩余集 2.模n的平方根 3.剩余类的集合 4.合数 5.勒让德符号 6.雅可比符号
RSA签名方案中p和q是不同的素数
，从而(n)=(p－1)(q－1)是偶数。 而e必须满足gcd(e, )=1，所以e是
奇数。
2021/4/26
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➢Rabin公钥签名方案的密钥生成
1.计算m~ Rm
2.计算m~ mod n的一个平方根s
3.A对m的签名是s
为验证A的签名s且恢复消息m，B执行如下操作：
1.获得A的可信公钥n
2.计算m~ s2 mod n 3.验证m~ M R ;否则,拒绝接受签名
4.恢复m R1m~
2021/4/26
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➢Rabin公钥签名方案举例
1995年我国也制定了自己的数字签名标准 (GB15851-1995)
2004年我国颁发《中华人民共和国电子签名法》
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➢数字签名的原理
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➢数字签名的功能
1.机密性 2.完整性 3.身份验证 4.防伪造 5.防抵赖 6.防重放攻击
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1)选择合适的冗余函数R对Rabin签名方案的安全性极为重 要。
2)对Rabin方案而言，设消息m是比特串，则R可以将它赋值 为二元表示是该消息的整数。然而，却不能保证那个整数是 模n的二次剩余，这可能导致无法计算平方根。所以人们试图 尝试用确定性方法。
2021/4/26
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➢数字签名方案的分类
带附录的数字签名方案：要求初始消息作为验 证算法的输入
❖ DSA、ElGamal和Schnorr签名方案 ❖ 消息可以是任意长度
c签到系统课程设计
c 签到系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解签到系统的基本原理和功能，掌握相关编程语言的基础知识。
2. 使学生掌握数据库的基本操作，如数据的增、删、改、查。
3. 帮助学生了解网络通信的基本概念，如HTTP请求和响应。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识设计并实现一个简单的签到系统的能力。
2. 培养学生独立分析问题、解决问题的能力，提高编程实践技能。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能在项目中进行有效分工和合作。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对计算机科学的兴趣，培养探究精神和创新意识。
2. 培养学生认真负责的态度，对待学习和项目任务有较高的执行力。
3. 培养学生遵守法律法规和道德规范，尊重知识产权，养成良好的网络素养。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合编程语言、数据库和网络通信知识，设计一个具有实际应用的签到系统。
学生特点：学生具备一定的编程基础，对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手实践，但可能缺乏独立分析和解决问题的经验。
教学要求：结合学生特点，采用任务驱动法，引导学生主动探究，注重理论与实践相结合，培养学生实际操作能力和团队协作能力。
通过本课程的学习，使学生达到上述课程目标，并能够将所学知识应用于实际项目中。
二、教学内容1. 签到系统概述：介绍签到系统的概念、应用场景和基本功能，引导学生了解课程背景和实际意义。
相关教材章节：第一章 引言2. 编程语言基础：回顾与签到系统相关的编程语言知识，如Python、Java 等，重点掌握数据类型、条件语句和循环语句。
相关教材章节：第二章 编程语言基础3. 数据库操作：讲解数据库的基本概念，学习MySQL等数据库的安装与使用，掌握数据的增、删、改、查操作。
相关教材章节：第三章 数据库操作4. 网络通信基础：介绍HTTP请求和响应的基本概念，学习使用网络编程库实现客户端与服务器之间的通信。
相关教材章节：第四章 网络通信基础5. 签到系统设计与实现：根据需求分析，设计签到系统的功能模块，学习编写代码实现各模块功能，并进行测试与优化。
7、第七讲-数字签名PPT课件
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二、数字签名的模型
② 签名 S 只能由签名者产生，否则别人便 可伪造，于是签名者也就可以抵赖。
③ 收信者可以验证签名S的真伪。这使得当 签名S为假时收信者不致上当。
④ 签名者也应有办法鉴别收信者所出示的 签名是否是自己的签名。这就给签名者以 自卫的能力。
④签名可以用不同的形式来表示。
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一、数字签名的基本概念
⑤在传统的以书面文件为基础的事物处理 中，采用书面签名的形式：
手签、印章、手印等
⑥书面签名得到司法部门的支持。
⑦在以计算机文件为基础的现代事物处理 中，应采用电子形式的签名，即数字签名 （Digital Signature）。
⑧数字签名已得到我国司法部门的支持。
发送方A
明文 单向函数
信息 摘要
签名后的 信息摘要
密文
签名后的 信息摘要
接收方B
密文
明文
信息 摘要
比
签名后的
单向函数
较
信息摘要
签名后的
信息
信息摘要
摘要
用A的私 钥签名
数字签名和验证过程
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用A的公 钥验证
22
发送方选择一个会话密钥对原报文进行加 密，并把加密后的文件通过网络传输到接 收方；再用接收方的公开密钥对会话密钥 进行加密，并通过网络把加密后会话密钥 传输到接收方；
计算机安全保密
第七讲 数字签名
武汉大学 计算机学院
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第七讲 数字签名
数字签名的基本概念 数字签名的模型 基于公钥密码的数字签名方案 PGP 盲签名
《密码学》课程设计实验报告-数字签名
《密码学》课程设计实验报告实验序号：06 实验项目名称：数字签名RSA签名RSA签名核心代码说明由于在实验报告5中已经对RSA的相关代码进行了分析，这里主要给出签名和验签的代码。
在对某个二进制文件进行签名之前，我们首先需要计算其数据摘要，这里我们采用md5哈希算法，其对应的代码如下md5哈希算法在RSA的签名中，其实就是用私钥进行解密的过程，其对应的代码如下RSA签名其中解密对应的代码如下，pow函数提供了快速幂的功能RSA解密在RSA验签的过程中，其实就是用公钥进行加密的过程，其对应的代码如下RSA验签其中加密对应的算法如下RSA加密RSA签名实验结果演示首先是计算待签名文件的md5值md5结果对得到的md5值进行签名，可以得到如下的结果RSA签名结果对签名进行验签，可以发现成功验证签名验证签名ECC签名代码整体说明相关文件(ecc.py)由于在前面的ECC加解密(实验报告5)中已经对ECC的相关接口进行了介绍，这里我们不再重复。
这里主要给出签名和验签的主要流程签名的主要流程如下1.选择一个随机数k，k∈{1,2,⋯,n−1}2.计算点R(x R,y R)=kG，并记r=x R3.利用保密的解密钥d计算s=(Hasℎ(m)−dr)k−1 (mod n)4.以<r,s>作为消息m的签名，并以<m,r,s>的形式传输或者存储验签的主要流程如下1.计算s−1 (mod n)2.利用公开的加密钥Q计算U(x U,y U)=s−1(Hasℎ(m)G−rQ)3.如果x U=r，则<r,s>是用户A对m的签名ECC签名核心代码说明由于在实验报告5中已经对ECC的相关代码进行了分析，这里主要给出签名和验签的代码。
进行签名的代码主要如下，可以发现和我们上面提到的签名步骤是一一对应的ECC签名进行验签的代码如下，和上述我们提到的验签步骤也是一一对应的ECC验签ECC签名实验结果演示同RSA签名一样，我们首先需要计算文件对应的数据摘要，这里我们使用md5哈希算法md5数据摘要接着对数据摘要进行签名，得到如下的签名结果ECC签名结果对得到的签名进行验签，可以发现成功验证ECC验签五、分析与讨论1)与ECC的签名相比，RSA的签名和验签显得更为优雅，即解密对应签名，加密对应验签2)和RSA签名相比，ECC引入了随机数k，使得即使对同一个数据进行签名，产生的结果也可能不一样，这在一定程度上增加了ECC签名的安全性3)与传统的分组密码相比，使用公钥密码实现数字签名非常方便且更加安全。
数字签名实验
实验三 数字签名实验【实验目的】1、 了解公开密钥算法、摘要算法的概念和原理。
2、 掌握数字签名的原理。
3、 编写程序，利用数字签名实现对本机文件的完整性保护。
【实验内容】1、 对文件进行签名保护和完整性验证过程如下图所示：其中，签名所使用的摘要函数可使用md5、SHA1等函数，公开密钥算法可使用RSA 算法。
密钥长度1024位。
数字签名所需的私钥存放在PKCS12文件中，公钥信息以X509v3格式存放在数字证书中，该证书以DER 编码文件形式存放。
2、按照上图所示的文件完整性保护过程编写程序，该程序应能实现以下内容：（1）提供一个主运行界面，能在该界面里选择公钥证书存放路径和私钥文件存放路径。
（2）能提供对目录的可视浏览，能够选择一个或多个需要进行完整性保护的文件或目录。
（3）能对所选的文件进行数字签名。
（4）提供一个已签名文件的列表，能够在列表中选择一个或多个文件进行完整性验证，并能在文件被改动后提示用户。
【实验环境】（1） 生成好的数字证书和私钥，以PKCS12文件形式存放。
签名数据库签名数据库摘要算法摘要算法生成签名过程验证过程（2）测试用客户机一台，安装windows2000 professional系统。
【实验参考步骤】1、选定进行数字签名和验证所需的PKCS12文件。
2、在文件选择对话框中选择需要进行数字签名的文件，分别对所选中的文件的内容进行摘要，从PKCS12文件中提取私钥，对摘要值用私钥进行加密，形成数字签名。
3、将每个文件的数字签名保存在数据库中，也可保存在目录中，但须考虑签名的安全性。
4、对所选文件进行修改后再运行程序，在已签名文件中选择部分或全部文件，按照前述过程进行完整性检查，程序以特殊标记显示所有完整性被破坏的文件。
【实验报告】1、阐述本实验中的数字签名原理。
2、提交实验数据结论，并进行结果分析。
【实验预备知识】1、数字签名原理在日常生活中，经常需要人们签署各种信件和文书，随着信息时代的来临，人们希望对越来越多的电子文件进行迅速的、远距离的签名，这就是数字签名。
计算机网络基础 教案26B-数字签名
接收者能够核实发送者对报文的签名
发送者事后不能抵赖对报文的签名 接收者不能伪造对报文的签名
注意各种安全机制的关系和区 别。
2.采用公开密钥算法要比采用常规密钥算
法更容易实现
3.采用公开密钥体制进行签名的前提是加 密和解密互逆
发送者 A
接收者 B
X
DSKA (X)
X
D
E
SKA
用秘密密钥 进行签名
PKA
用公开密钥 核实签名
思考数字签名的实现思路？ 课堂实践
自主完成习题。
回顾与小 结
1、 报文完整性 2、 报文摘要 3、 数字签名
参与思考
课堂总结 课堂气氛活跃，学生参与多，通过小组讨论，项目教学，收到了预期教学效果。公众号 搜索 nxiaoyou
教学重点 报文完整性 数字签名
教学难点
数字签名的实现原理
教学方法 讲授法、演示法、练习法
课前准备 教案、课件 预习要求 无
课后作业
怎样利用公开密钥密码系统进行数字签名？
教学后记 本节课程通过讲授数字签名的重要意义，激发起学生兴趣，收到良好教学效果。
教学环节 导入
教 学 过 程（第 1、2 课时） 教学预设
我们在签订合同时，用自己的签名来标识，那
学生活动
思考讨论 积极回答
么在网络上应该怎么完成这个工作？
一． 报文完整性
有时，通信双方并不关心通信的内容是否 认真听讲思考
会被人窃听，而只关心通信的内容是否被人篡
改或伪造，这就是报文完整性问题。
（一）报文摘要和报文鉴别码
使用加密就可达到报文鉴别的目的。但对 突出使用摘要的好处
授课班级 课题序号
16 电子商务高职 1 班 16 电子商务高职 2 班
七讲数字签名PPT课件
V当ERS（＝S，SIKG）(＝M，K)； S≠SIG (M，K)。
真， 假，当
二、数字签名的模型
签名函数必须满足以下条件，否则文件内 容及签名被篡改或冒充均无法发现：
① 当M’≠M时，有SIG (M’，K) ≠SIG (M，K)。 条件①要求签名S至少和被签名的数据M一样长。
当M较长时，应用很不方便。 将条件①改为：虽然当M’≠M时，存在S＝S’，
一、数字签名的基本概念
手工签名是模拟的，因人而异，而数字签名数 字式的(0、1数字串)，因信息而异。
数字签名的功能：
收方能够确认发方的签名，但不能伪造； 发方发出签过名的信息后，不能再否认； 收方对收到的签名信息也不能否认； 一旦收发方出现争执，仲裁者可有充足的证据进行
评判。
发送方首先用Hash函数从原报文中得到数 字签名，然后采用公开密钥算法用自己的 私有密钥对数字签名进行加密，并把加密 后的数字签名附加在要发送的报文后面；
1994年月美国政府正式颁布了美国数字 签 名 标 准 DSS （ Digital Signature Standard）。
1995年我国也制定了自己的数字签名标 准（GB15851－1995）。
一、数字签名的基本概念
数字签名(Digital Signature)可解决手 写签名中的签字人否认签字或其他人伪 造签字等问题。因此，被广泛用于银行 的信用卡系统、电子商务系统、电子邮 件以及其他需要验证、核对信息真伪的 系统中。
二、数字签名的模型
一个数字签名体制包括两个方面的处理： 施加签名和验证签名。
设施加签名的算法为SIG，产生签名的密 钥为K，被签名的数据为M，产生的签名信 息为S，则有 SIG (M，K)＝S 。
非对称加密体验、数字签名教学设计
课程标准
和
教学目标
非对称加密体验、数字签名
教材内容：5.2数字加密与安全认证2
适应的课程标准：
5.2掌握数据非对称加密原理和数字签名功效，体验非对称加密、数字签名，实现保护信息安全的目的。
教学目标：
●通过对数据加密技术中的非对称加密技术原理的分析，掌握非对称加密技术的原理。
2.数字签名体验
活动内容：通过RSA-Tools来体验数字签名，并用于信息的验证。
让学生将非对称加密技术原理和数字签名的知识从理论转化成实践操作过程，便于今后学习生活中将理论联系实际，能将网络信息安全融入到生活中，提高学生动手能力，并养成一定的网络安全意识和信息社会责任意识。
自主学习
先让学生进行两两分组，评价时间与体验的总结，然后全部学生抽取部分进行理论讲解与实践操作，让学生对比自己的实践操作，提出反思与改进。
导入1：例题导入。
导入2：非对称加密技术原理图。
让学生对上节课知识点的回顾和对本节课非对称加密技术原理的更深刻认识，便于在实践和体验过程中能形成良好的逻辑思维能力，树立一定的网络安全意识和信息社会责任意识。
知识讲解
实践与体验指导
1.非对称加密体验
活动内容：通过RSA-Tools来体验非对称加密和解密操作，模拟利用非对称加密技术进行信息传递的过程。
信息社会责任：具有一定的信息安全意识与能力，能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则；对信息技术更新中所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。本课的知识点，让学生能够对危机意识有一定的防范能力，针对网络安全的隐患，采取对称加密，非对称加密，单向加密等积极、正面、向上的方法。
●计算思维：对于数据加密技术中非对称加密的原理进行分析判断，根据相应的情境，非对称加密算法中的数字签名可以对信息确认信息的完整性和发送方，以保证信息的安全性。
使用数字签名的课程设计
使用数字签名的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解数字签名的概念，掌握其基本原理；2. 学生了解数字签名在信息安全中的应用及其重要性；3. 学生掌握数字签名的基本算法，如RSA、DSA等。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，在给定的场景中正确使用数字签名技术；2. 学生能够分析数字签名的安全性，评估不同数字签名算法的优缺点；3. 学生具备一定的数字签名编程能力，能够使用编程语言实现简单的数字签名算法。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对信息安全领域的兴趣，提高对网络安全的重视；2. 学生树立正确的网络安全观念，遵守网络道德规范，尊重知识产权；3. 学生通过学习数字签名，培养团队协作精神，提高解决问题的能力。
课程性质：本课程为信息技术课程，旨在让学生了解数字签名技术在信息安全领域的应用，提高学生的信息素养和网络安全意识。
学生特点：学生处于高年级阶段，具有一定的信息技术基础和网络知识，对信息安全有一定了解，具备一定的自主学习能力。
教学要求：结合学生特点，采用讲授、实践和讨论相结合的教学方法，引导学生掌握数字签名的相关知识，培养其技能和情感态度价值观。
通过具体的学习成果评估，确保课程目标的达成。
二、教学内容1. 数字签名基础知识：- 数字签名的定义、作用和原理；- 数字签名的分类及各自特点；- 数字签名在信息安全中的应用场景。
2. 常见数字签名算法：- RSA算法原理及数学基础；- DSA算法及其在数字签名中的应用；- ECC算法及其优势。
3. 数字签名的应用与实现：- 数字签名软件工具的使用；- 案例分析：数字签名在电子邮件、文件传输等场景中的应用；- 编程实践：使用Python等编程语言实现简单的数字签名算法。
4. 数字签名安全性分析：- 数字签名安全性指标；- 常见攻击方法及其防范措施；- 数字签名算法的安全性评估。
教学内容安排与进度：第一课时：数字签名基础知识，介绍数字签名的定义、作用和原理；第二课时：常见数字签名算法，讲解RSA、DSA和ECC算法；第三课时：数字签名的应用与实现，案例分析及编程实践；第四课时：数字签名安全性分析，介绍安全性指标及攻击方法。
Python签名设计课程设计摘要
Python签名设计课程设计摘要一、教学目标本课程旨在通过学习Python签名设计，让学生掌握Python编程语言的基本语法和编程技巧，培养学生独立分析和解决问题的能力。
具体目标如下：1.掌握Python基本语法和数据类型。
2.学会使用Python进行流程控制、函数定义和模块导入。
3.了解Python签名设计的原理和应用。
4.能够编写简单的Python程序，进行数据处理和分析。
5.学会使用Python进行模块化和组件化编程。
6.能够运用Python签名设计解决实际问题。
情感态度价值观目标：1.培养学生对编程语言的兴趣，激发创新意识。
2.培养学生的团队合作精神和自主学习能力。
3.使学生认识到Python编程在现代社会的重要性，提高其对计算机科学的认知。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括Python基本语法、数据类型、流程控制、函数定义、模块导入以及Python签名设计。
具体安排如下：1.Python基本语法和数据类型：介绍Python编程语言的基本语法规则，包括变量、数据类型、运算符等。
2.流程控制：讲解Python的条件语句、循环语句以及异常处理机制。
3.函数定义和模块导入：教授如何定义函数、使用参数和返回值，以及如何导入和使用模块。
4.Python签名设计：讲解签名设计的原理和应用，包括字符串处理、文件操作、数据加密等。
三、教学方法本课程采用讲授法、案例分析法和实验法相结合的教学方法，以提高学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：通过讲解Python编程语言的基本语法、数据类型、流程控制等知识，使学生掌握基本概念和编程技巧。
2.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解Python签名设计在实际编程中的应用，提高学生的编程能力。
3.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手编写Python程序，巩固所学知识，培养实际操作能力。
四、教学资源1.教材：选用《Python编程：从入门到实践》作为主教材，系统地介绍Python编程语言的基本知识和应用。
第8讲签名方案数字签名Digit...
不可否认的签名
若签名不是Alice生成的，Alice能够否认该签名是自己生成的 若签名是Alice生成的，Alice否认签名的概率也是可忽略的
数字签名原理 Z 每个用户拥有一对公私钥对(PK , SK) 公钥PK公开，私钥SK保密； 已知公钥算法，公钥PK，得不到SK的值。 Z 签名 签名S=SigSK[M]，输出M || SigSK[M]=M || S（用户用自己的私钥签名） Z 验证 验证VerPK[S，M]]=1 or 0
ElGamal签名
ElGamal签名方案的安全性
攻击者 选择γ，试图找δ=>离散对数问题, 失败
攻击者 选择δ，试图找γ =>方法未知，失 败
攻击者 选择γ,δ,x =>可以构造对任意x的 签名，成功
攻击者 已经获得一对γ,δ是对x的有效签名 =>可以构造对x’的签名，成功
ElGamal签名方案的安全性(2)
存在性伪造下的安全性：对于(Sign, Verify)算法 对，Sign可被看作是trap door；Verify是one way， 且经常就是由签名s计算出m。因此，基于one way trap door function的签名往往直接给出了有效的伪 造方法，这是一种存在性伪造
对抗方法：在消息中加入可识别的冗余 对基本RSA体制的改进：令x=h(M)
若实际中使用的Hash函数是RO，则攻击此类方案 最简单的方法解决DLP；若是集中使用的Hash函数 不是RO，则攻击此类方案的可能最建党放；俺是攻 击Hash函数
DSA不属于该类签名，但其安全证明技巧非常类似 参见 Pointecheval, Stern 1996年Eurocrypt的论文
签名设计课程设计
签名设计课程设计一、引言在当今数字时代，签名已不再是简简单单的笔迹，它成为了个人或机构标识的一部分。
好的签名设计不仅能突出个人或机构的特色，还能给人留下深刻的印象。
签名设计课程旨在培养学生对签名设计的理解和创造能力，提升其设计水平。
本文将系统介绍签名设计课程的教学目标、教学内容、教学方法以及评价体系。
二、教学目标本课程的教学目标主要包括以下几个方面：1. 培养学生对签名设计的敏感性和审美能力，使其具备发现和解读不同签名风格的能力。
2. 提供学生签名设计的基本知识和技能，使其能够独立完成符合个人或机构特点的签名设计。
3. 培养学生的创造力和创新意识，使其能够设计出独具个性的签名作品。
4. 培养学生的团队合作能力和沟通能力，使其能够在实际项目中与他人良好合作。
三、教学内容1. 签名设计的基本原理：介绍签名设计的目的、意义和基本要素，培养学生的审美意识和设计感。
2. 品牌签名设计：通过分析不同品牌的签名设计案例，让学生了解如何将品牌的形象与签名设计相结合，使签名具有独特的品牌特色。
3. 个人签名设计：指导学生通过了解自己的个人特点和需求，设计出符合自身形象和气质的签名。
4. 机构签名设计：介绍机构签名设计的原则和方法，培养学生将机构的理念和价值观体现到签名设计中的能力。
5. 创意签名设计：通过启发学生的创造力和想象力，引导他们设计独特而有吸引力的签名作品。
6. 实践项目：组织学生参与真实签名设计项目，通过团队合作和实际操作，提升学生的实际设计能力和独立解决问题的能力。
四、教学方法1. 讲授与讨论相结合：教师通过讲授签名设计的理论知识，并结合案例进行讨论和分析，引导学生深入理解和应用知识。
2. 实践操作：安排学生进行签名设计相关题材的实践操作，通过实际操作提升学生的设计技能和实际应用能力。
3. 小组合作：通过小组合作的方式组织学生完成签名设计项目，培养学生的团队合作和沟通能力。
4. 案例分析：通过分析具有代表性的签名设计案例，引导学生深入思考和触发灵感，培养学生的设计思维和创意能力。
数字签名标准 DSS 的教学设计
数字签名标准DSS的教学设计计算机系统与网络安全技术课题组电子科技大学计算机科学与工程学院，四川成都 611731一、诊断性练习的设计1. 什么是离散对数困难问题？2. 什么是数字签名？数字签名能够提供什么安全属性？说明：第1题的目的是判断学生是否掌握离散对数困难问题，这是学习数字签名标准DSS 的基础。
如果学生不是很清楚，应该先讲解这部分内容。
如果学生回答的很好，只需要在讲解数字签名标准DSS的过程中提到。
第2题的目的是判断学生对数字签名概念的理解情况，如果学生不是很清楚，应该引导学生回忆数字签名、完整性、不可伪造性和不可否认性等基本概念，这样才能让学生深刻理解数字签名标准DSS的设计原理和作用。
如果学生回答的很好，则可以不讲这部分内容。
二、学习目标1. 能正确回答什么是数字签名。
2. 能正确给出数字签名标准DSS的密钥生成算法、签名算法和验证算法。
3. 能证明DSS算法的一致性。
三、学习重点数字签名标准DSS算法，包括密钥生成算法、签名算法和验证算法。
四、学习难点数字签名标准DSS算法的一致性和安全性分析。
五、教学流程设计1. 通过诊断性练习，摸清学生知识情况，这个阶段可以随机抽取一些同学来回答。
2. 向学生讲述这节课的学习目标、学习的重点和难点。
3. 讲解数字签名标准DSS的背景知识。
数字签名标准DSS(digital signature standard)是由美国NIST公布的联邦信息处理标准FIPS PUB 186，它是在ElGamal和Schnorr数字签名的基础上设计的。
数字签名标准DSS 中的算法称为DSA(digital signature algorithm)，其安全性是基于离散对数问题的困难性。
与RSA不同的是，DSS只能用于签名，不能用于加密。
4. 讲解数字签名标准DSS的算法。
(1)参数与密钥生成①选取大素数p , 满足2L -1＜p ＜2L ，其中512≤L ≤1024且L 是64的倍数。
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1.RSA数字签名的目的和意义RSA公开密钥加密算法自20世纪70年代提出以来，已经得到了广泛认可和应用。
发展至今，电子安全领域的各方面已经形成了较为完备的国际规范。
RSA作为最重要的公开密钥算法，在各领域的应用数不胜数。
RSA在硬件方面，以技术成熟的IC应用于各种消费类电子产品。
RSA在软件方面的应用，主要集中在Internet上。
加密连接、数字签名和数字证书的核心算法广泛使用RSA。
日常应用中，有比较著名的工具包Open SSL(SSL，Security Socket Layer,是一个安全传输协议，在Internet上进行数据保护和身份确认。
Open SSL是一个开放源代码的实现了SSL及相关加密技术的软件包，由加拿大的Eric Yang 等发起编写的。
Open SSL应用RSA实现签名和密钥交换，已经在各种操作系统得到非常广泛的应用。
另外，家喻户晓的IE浏览器，自然也实现了SSL协议，集成了使用RSA技术的加密功能，结合MD5和SHA1，主要用于数字证书和数字签名，对于习惯于使用网上购物和网上银行的用户来说，几乎天天都在使用RSA技术。
RSA更出现在要求高度安全稳定的企业级商务应用中。
在当今的企业级商务应用中，不得不提及使用最广泛的平台j2ee。
事实上，在j2se的标准库中，就为安全和加密服务提供了两组API：JCA和JCE。
JCA (Java Cryptography Architecture)提供基本的加密框架，如证书、数字签名、报文摘要和密钥对产生器；JCA由几个实现了基本的加密技术功能的类和接口组成，其中最主要的是java.security包，此软件包包含的是一组核心的类和接口，Java中数字签名的方法就集中在此软件包中。
JCE(Java Cryptography Extension) 在JCA的基础上作了扩展，JCE也是由几个软件包组成，其中最主要的是javax.crypto 包，此软件包提供了JCE加密技术操作API。
javax.crypto中的Cipher 类用于具体的加密和解密。
在上述软件包的实现中，集成了应用RSA 算法的各种数据加密规范(RSA算法应用规范介绍参见：/rsalabs/node.asp?id=2146 ，这些API内部支持的算法不仅仅只有RSA，但是RSA是数字签名和证书中最常用的)，用户程序可以直接使用java标准库中提供的API进行数字签名和证书的各种操作。
2．数字签名算法的基本框架1．密钥的产生①选择两个保密的大素数P和q。
②计算N=p q，≯(N) =(p-1)(g-1)，其中≯(N)是N的欧拉函数值。
③选择一个整数e，满足l<e<≯(N)，且g c d(≯(N)，e)≡1。
④计算私钥d(解密密钥)，满足e d≡l(mod≯(N))，d是e在模≯(N)下的乘法逆元。
⑤以(e, n)为公钥，(d ,N)为密钥，销毁p，q，≯(N)。
2．加密加密时首先将明文比特串进行分组，使得每个分组对应得串在数值上小于N，即分组的二进制长度小于l092N。
然后，对每个明文分组M，作加密运算：C=E k(M)=M e mod N3．解密对密文分组的解密运算为：M=D k (C) =C d mod N由定理1和定理2可以证明解密运算能恢复明文M并非所有的公开密钥系统，均可同时达到秘密性与数字签名功能。
一般而言，一公开密钥系统若作为密码系统，则无法作为数字签名，反之亦然。
只有很少数的系统可同时作为密码系统和数字签名，如本文讨论的RSA系统。
RSA签名算法如下：设N=p q，且p和q是两个大素数，e和d满足e d≡l(mod ≯(N))。
公开密钥：N，e私有密钥：d签名过程：发送方使用自己的私钥d对明文m进行数字签名变换：y=x d mod N：并将加密后的消息和签名y发送给接收方；验证过程：接收方使用发送方的公钥e对收到的消息y进行数字签名验证变换x’=y e mod N，并使用发送方的密钥解密恢复消息x，比较x’与x，如果x’=x则证实发送方的身份合法。
这样，用户A若想用RSA签名方案对消息x签名，他只需公开他的公钥N和e，由于签名算法是保密的，因此A是唯一能产生签名的人，任何要验证用户A 签名的用户只需查到A的公钥即可验证签名。
对于实现签名和公钥加密的组合，常用方法是：假定通信双方为A和B。
对于明文x，A计算他的签名y=x d mod N，然后利用B的公开加密函数E B对信息对(x, y)加密得到Z，将密文Z传送给B，当B 收到密文Z后，他首先用他的解密函数D B来解密得到(x，y)=D B (Z)= D B(E B(x，y))，然后利用A的验证算法来检查x’=x=y e mod N是否成立。
3.主要模块的算法以及关键代码①．文件选择模块的主要算法及关键代码CfileDialog dlg(TRUE,NULL,".\\签名的文件",OFN_HIDEREADONLY|OFN_OVERWRITEPROMPT,NULL,NULL) ;if(dlg.DoModal()==IDOK){m_file_sign=dlg.GetPathName();}else m_file_sign="";UpdateData(FALSE);②．保存公钥的文件路径的主要算法及关键代码CFileDialog dlg(FALSE,NULL,".\\公钥",OFN_HIDEREADONLY|OFN_OVERWRITEPROMPT,NULL,NULL) ;if(dlg.DoModal()==IDOK){m_pkey_sign=dlg.GetPathName();}else m_pkey_sign="";UpdateData(FALSE);③．保存签名后的文件的路径主要算法及关键代码CFileDialog dlg(FALSE,NULL,".\\签名后的文件",OFN_HIDEREADONLY|OFN_OVERWRITEPROMPT,NULL,NULL) ;if(dlg.DoModal()==IDOK){m_signed_sign=dlg.GetPathName();}else m_signed_sign="";UpdateData(FALSE);④．数字签名的主要算法及关键代码HCRYPTPROV hProv;//秘钥容器句柄BYTE *pbBuffer;//被签名的数据HCRYPTHASH hHash;HCRYPTKEY hKey;BYTE *pbKeyBlob; //签名者得公钥数据BYTE *pbSignature; //数字签名DWORD dwSigLen;DWORD dwBlobLen;DWORD dwBufferLen;LPTSTR szDescription = "";CFile m_pubkey_file,m_sign_file,m_signdatafile;if(m_pkey_sign==""||!m_pubkey_file.Open(m_pkey_sign,CFile:: modeCreate|CFile::modeReadWrite)){MessageBox("请选择正确的保存公钥的文件路径");return;}if(m_file_sign==""||!m_signdatafile.Open(m_file_sign,CFile::mo deReadWrite)){MessageBox("请选择正确的文件路径");return;}if(m_signed_sign==""||!m_sign_file.Open(m_signed_sign,CFile:: modeCreate|CFile::modeReadWrite)){MessageBox("请选择正确保存数字签名的文件路径");return;}UpdateData(TRUE);m_state_sign="";//获取缺省的秘钥容器if(CryptAcquireContext(&hProv,NULL,NULL,m_prov_sign,0)){m_state_sign+="已获取CSP上下文,秘钥生成算法："+GetProvType(m_prov_sign)+"\n";}else//密钥容器不存在创建之{if(CryptAcquireContext(&hProv,NULL,NULL,m_prov_sign,CRYPT_NEWKEYSET))m_state_sign+="已创建一个新的密钥容器,秘钥生成算法："+GetProvType(m_prov_sign)+"\n";else{ m_state_sign+=MyHandleError("在获取CSP时发生错误，程序停止.");UpdateData(FALSE);return;}}// 从密钥容器中取数字签名用的密钥if(CryptGetUserKey(hProv,AT_SIGNATURE,&hKey))m_state_sign+="签名密钥已经获取. \n";else{if(GetLastError() == NTE_NO_KEY) //密钥容器里不存在signature key pair创建之{if(CryptGenKey(hProv, //CSP句柄AT_SIGNATURE, //创建的密钥对类型为signature key pair0, //key类型，这里用默认值&hKey)) //创建成功返回新创建的密钥对的句柄m_state_sign+="创建一个秘钥对\n";else{ m_state_sign+=MyHandleError("在创建签名密钥对时发生错误,程序停止.\n"); UpdateData(FALSE);return;}}else{m_state_sign+=MyHandleError("在获取签名密钥时发生错误，程序停止.");UpdateData(FALSE);return;}}// 因为接收消息者要验证数字签名，所以要导出公钥给接收者。
if(CryptExportKey(hKey,NULL,PUBLICKEYBLOB,0,NULL,&dwBlobLen)) //得到公钥的大小m_state_sign+="已获取公钥的大小,";else{ m_state_sign+=MyHandleError("计算公钥大小时发生错误，程序停止.");UpdateData(FALSE);return;}// 为存储公钥的缓冲区分配内存。