数字时间戳

数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
起来就可以产生所谓的数字签名。数字 签名技术利用公开密钥加密算法和数字 摘要技术，分别解决电子文件或信息报 文网络传送与交换后的不可否认性与真 实性，通俗地讲，就是防抵赖与防伪、 防篡改。
二、数字签名的应用原理
网 络 信 息 安 全
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
不同接收方的两条信息报文分别进行 Hash运算，得到各自的数字摘要，然后 将这两条数字摘要连接起来，再进行 Hash运算，生成新的数字摘要，即双重 数字摘要，最后用发送方的私人密钥对 新的双重数字摘要加密，得到一个基于 两条数字摘要基础上的数字签名。
双重签名（二）
网 络 信 息 安 全
双重签名技术的应用不仅能够证实商家
网络信息安全
第四章 数字签名与CA认证技术
网络信息安全
数字签名与CA认证技术
教学目的和要求
网 络 信 息 安 全
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
安全认证技术的主要作用是进行信息认证， 信息认证是为了确认信息发送者的身份并验 证信息的完整性，本章综合介绍各种安全认 证技术，包括数字签名技术、数字证书技术、 身份认证技术及CA认证中心的原理与应用。 使读者能够了解信息安全认证技术在信息安
一、数字签名满足以下条件：
网 络 信 息 安 全
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
(1) 签名是可以被确认的，即接收方可以确认或证 实签名确实是由发送方签名的； (2) 签名是不可伪造的，即任何其他人不能伪造签 名； (3) 签名不可重用，即签名是消息 ( 文件 ) 的一部分， 不能把签名移到其它消息(文件)上； (4) 签名是不可抵赖的，即签名者事后不能抵赖自 己的签名； (5) 第三方可确认签名但不能篡改，如果当事人双 方关于签名的真伪发生争执，能够在公正的仲裁 者面前通过验证签名来确认其真伪。
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
三、数字签名的应用
网 络 信 息பைடு நூலகம்安 全
3、基于ElGamal密码的数字签名
–ElGamal公钥密码体制是由T. ElGamal于1985 年提出的一个即可用于公钥密码体制，又可用 于数字签名的密码体制。ElGamal公钥密码机制 是根据求解离散对数为困难问题来保证其安全 性，通过选取随机数来对消息进行签名。其特 点是由于随机数选取的不同，对同一消息会有 不同的签名结果。因此采用ElGamal公钥密码机 制的ElGamal数字签名属“非确定性”签名方案， 即对于给定的消息有多种合法的签名。ElGamal 数字签名的安全性基于求解离散对数的困难上， 若攻击者不知道签名者的密钥而伪造签名时就 需要求解离散对数问题，这一般是很难成功的。
二、数字签名的应用原理
网 络 信 息 安 全
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
(4)接收方收到数字签名和信息报文 M’。由于信息报文可能在传 输过程中被篡改，接收方收到信息报文用 M’ 表示，与发送方 发送的信息报文M可能有区别。 (5) 接收方收到附加签名的信息原文后，需验证对方的真实身份， 接收方利用发送方的公开密钥对收到的对签名部分进行解密， 得到数字摘要A，并且由此确定发送方的确发来了他的数字标 记，认证发送方的身份，其行为不可抵赖； (6)接收方再将得到的信息报文 M’利用单向Hash 函数进行数学变 换，产生信息报文M’的数字摘要A’； (7)接收方比较数字摘要 A与数字摘要A’ 是否相同，如果相同， 说明信息报文M’与信息报文M是一致而真实的，数字签名有效， 否则收到的信息报文M’不是发送方发送的真实报文M，签名无 效。 如图4.1所示。
网 络 信 息 安 全
4.1.1数字签名的概念 4.1.2 数字签名的原理
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
4.1.3 数字签名的的方法与种类
概述--安全认证技术
网 络 信 息 安 全
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
数字信封是用加密技术来保证只有规定的特 定收信人才能阅读信的内容。 数字签名为电子商务提供不可否认服务 。 认证中心 (CA)是承担网上安全电子交易认证 服务、能签发数字证书、并能确认用户身份 的服务机构。 公钥基础设施PKI是一个包括硬件、软件、人 员、政策和手续的集合，用来实现基于公钥 密码体制的证书产生、管理存储、发行和撤
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
4.1.3 数字签名的的方法与种类
网 络 信 息 安 全
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
一、双重签名 二、数字时间戳 三、不可否认签名 四、盲签名
双重签名（一）
网 络 信 息 安 全
所谓双重签名，就是消息发送方对发给
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
图4.1使用公钥密码体系的数字签名
网 络 信 息 安 全
HASH
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
报 文 M
数 字 摘 要A
发 送 者 私 钥
数 字 签名
因 特 网
数 字 签名
数字摘 要A 发 送 者 公 钥 对 比
原 文 M’
HASH 数字摘 要A’ 接收方
发送方
三、数字签名的应用
网 络 信 息 安 全
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
(1)用户将需要加时间戳的原文通过Hash加密 形成摘要； (2)将此摘要通过因特网发送到DTS机构； (3)DTS 对收到的摘要加日期、时间信息进行 数字签名形成数字时间戳； (4)DTS将数字时间戳回送到用户。
数字时间戳（三）
网 络 信 息 安 全
时间戳是一个经加密后形成的凭证文档,
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
• 数字时间戳(Digital Time-Stamp， DTS) 是由专门的机构提供网络安全服 务项目，提供电子文件发表时间的安 全保护。Intemet上的 “数字时间戳” 是一个经过加密后形成的凭证文档， 如图4.2所示 。 • 时间戳可作为科学家的科学发明文献 的时间认证。
(1)发送方利用数字摘要技术，使用单向Hash 函数对信息报文 M 进行数学变换，得到信息 报文的数字摘要A； (2)发送方使用公开密钥加密算法，利用自己 的私人密钥对数字摘要 A 进行加密 ( 签名 ) ， 得到一个特殊的字符串，称为数字标记 ( 这 个特殊的数字标记就是发送者加在信息报文 上的数字签名)： (3)发送方把产生的数字签名附在信息报文之 后，一同通过因特网发给接收方：
图4.2数字时间戳的形成过程
网 络 信 息 安 全
原 文
Hash
摘 要
因 特 网
摘 要
加时 间
摘要 时间
Hash
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
数字 时间 戳
数字 时间 戳
用 DTS 机 构 的私钥签名
到了时 间后的 新摘要
发送方
DTS机构
数字时间戳（二）
网 络 信 息 安 全
数字时间戳的形成过程
不可否认签名（二）
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
三、数字签名的应用
网 络 信 息 安 全
4、美国数字签名标准(DSS)
1994年美国政府颁布了数字签名标准DSS(Digital Signature Standard)，这标志着数字签名已得 到政府的支持。数字签名标准DDS是基于 E1Gamal公开密钥密码的数字签名，2000年美国 政府又将RSA和椭圆曲线密码引入数字签名标准 DSS，进一步充实了DSS的算法。这是惟一由政 府公布的签名算法，并被采纳为联邦信息处理 标准。DDS特别适合于金融服务业。DDS的缺陷 是密钥的长度太小，针对DSS密钥太短的批评， 美国政府将DSS的密钥从原来的512位提高到 512～l 024位，从而使DSS的安全性大大增强。
全中的重要性，熟悉不同安全认证技术的使 用方法和应用领域，掌握安全认证技术在网 络信息处理中的应用。
主要内容
网 络 信 息 安 全
4．1 数字签名原理、种类与方法 4 ．2
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
数字证书 4．3 身份认证技术 4．4 产品与应用
4．1 数字签名原理、种类与方法
和 M2 只需要计算一个签名，在电子商 务系统中，许多支付系统都采用这一 方案，在一次支付过程中，显然有两 个关联数据，一个是关于转账的财务 数据，另一个是关于所购的物品数据， 因而与这一方案相适应。另外，双重 签名还可应用于 Intemet上其他多方实 体问的安全有效通信。
数字时间戳（一）
网 络 信 息 安 全
1、 基于RSA的数字签名
–利用RSA公钥密码机制进行数字签名的。在RAS签 名机制中，单向散列函数（ Hash）的输出 ( 散列 和 ) 的长度是固定的，而且远远小于原信息报文 的长度。 RSA 密码的加密运算和解密运算具有相 同的形式，都是幂运算，其加密算法和解密算法 是互逆的，因此可用于数字签名设计。从安全性 上分析， RSA 数字签名安全性依赖于整数因子分 解的困难性，同时由于签名体制的特点是其他人 不能伪造，所以是比较安全的。
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
它包括三个部分: ①需加时间戳的文件的摘要(digest)； ②收到文件的日期和时间； ③DTS的数字签名。
不可否认签名（一）
网 络 信 息 安 全
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
对于软件等需要保护知识产权的电子出版物 来说，却不希望容易地进行复制，否则其知 识产权和经济利益将受到危害。这种不允许 使用者任意复制的签名即为不可否认签名。 对于不可否认签名，在得不到签名者配合的 情况下其他人不能正确进行签名验证，从而 可以防止非法复制和扩散签名者所签署的文 件。这对于保护软件等电子出版物的知识产 权有积极意义。
二、数字签名的安全性
网 络 信 息 安 全
（1）数字签名利用密码技术进行，是一组其他任何人无法
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
伪造的数字串，通过数字签名可以达到与传统签名同样的效 果，并且比真实的签名更具有不可伪造性。 （2）数字签名的特点是它代表了文件的特征，文件如果发 生改变，数字签名的值也将发生变化，并没有第二个人可以 做出同样的签名。 （3）数字签名技术的实质在于对特定数据单元的签名，而 不是加密整个文件。因此，数字签名在提供数据完整性的同 时 , 也可以保证数据的真实性。完整性保证传输的数据没有 被修改 , 而真实性则保证文件确实是由合法者产生，而不是 由其他人假冒， （4）当该签名得到检验之后，能够在任何时候向第三方即 仲裁人提供签名人的身份的证明。
4.1.2 数字签名的原理
网 络 信 息 安 全
数字签名方案一般由两部分组成：
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
签名算法和验证算法。其中，签名 算法是秘密的，只有签名人知道， 而验证算法是公开的，任何接收方 都可进行验证。
一、数字签名机制
网 络 信 息 安 全
把数字摘要和公钥算法这两种机制结合
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
收到的信息没有被篡改，而且还能证实 银行收到的信息也没有被篡改，同时保 证了商家与银行只能知晓客户发出的完 整购物单据信息中应看的那一部分，对 对客户的其它隐私进行了保密。
双重签名（三）
网 络 信 息 安 全
双重签名优点是发信者对两个消息 M1
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
销等功能。
4.1.1数字签名的概念
网 络 信 息 安 全
所谓数字签名（Digital Signature），
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
也称为电子签名，是指利用电子信息加 密技术实现在网络传送信息报文时，附 加一小段只有信息发送者才能产生而别 人无法伪造的特殊个人数据标记(数字 标签)，代表发送者个人身份，起到传 统书面文件的上手书签名或印章的作用， 表示确认、负责、经手、真实作用等。
数 字 签 名 与 C A 认 证 技 术
三、数字签名的应用
网 络 信 息 安 全
2、基于椭圆曲线密码的数字签名
– 椭圆曲线密码具有安全、密钥短、软硬件 实现节省资源等特点， 利用椭圆曲线密码 可以很方便地实现数字签名。ECDSA就是基 于椭圆曲线离散对数问题的数字签名方法， 2000年美国政府已将椭圆曲线密码引入数 字签名标准DSS。