一种基于非对称加密算法和哈希函数的数字签名方案研究

一
Ｃ
（ ） 户 Ｂ收 到 将 Ｓ ４用 和 Ｃ存 档 ， 证后 向用 户 Ａ 发 送 回 执 ， 户 Ａ 收 到 回 验 用 执 ， 证签名存档． 验 １２ 哈 希 （ ｓ） 法 ． Ｈａｈ 算 图 ２是 Ｈ ｓ ａｈ函数 的通 用 结 构 ． 以 看 出 ， 个 Ｈａｈ函数 就 是 把 原 始 消 息 可 一 ｓ
Ｍ ａ ． ０１ ｒ２ ２
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ ｏ ：０ ３ ６ ／ ．ｓ ． ０ ７—０ ３ 。 ０ ２ ０ ． １ ｓ ８４ ２ 密算 法和 哈希 函数 的数 字 签 名 方 案 研 究
・
席 红旗 ，常晓 鹏
（ 南教 育 学 院 信 息技 术 系 ， 南 郑 州 ４ ０ ４ ） 河 河 ５０ ６
摘 要 ： 出一 个 非 对 称加 密 算 法和 哈 希 函数 相 结合 的数 字 签名 方案 ， 可 以 实现 数 字 签名 ． 能 保 证 传 送 的 信 给 既 又
息 不 被 篡 改 ， 讨 论 了该 方 案 的安 全性 问题 ． 并
关键 词 ： 字签 名 ； 数 非对 称 加 密 ； 要 ； 密 ； 密 摘 加 解 中 图 分 类 号 ：Ｐ０ ． Ｔ３９２ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ７— ８ ４ ２ １ ） １ ０ ３ ０ １０ ０３ （０ ２ ０ — ０６— ２
Ｍ 分 成 一 些 固定 长度 的块 Ｙ， 后 一 块 填 充并 使其 包含 消 息 Ｍ 的长 度 ． 最
。
图 １ 利 用非 对 称 加 密 算 法 进 行 数 宇
签 名 过 程 实 现
Ｆｉ １ Ｔｈｅ ｐｒ ｃ ｓ ｏ ｒ ａｉ ｅ ｄｉｉａｌ ｇ． ｏ ｅ ｓ ｔ ｅ ｌｚ ｇ ｔ ｓｇ ｔ ｅ ｂｙ ａ ｙ ｍ ｅｒ ｃ ｅ ｒ ｉｎａ ｕｒ ｓ ｍ ｔｉ ｎｃ ｙｐｔｏ ｉｎ
０ 引 言
数 字 签 名 是 用 于 提 供 服 务 不 可 否 认 性 的 安 全 机 制 ， 可 以 解 决 信 息 的 保 密 性 、 易 文 件 的 完 整 性 和 交 易 的 不 可 抵 赖 它 交 性 ． 种 完 善 的 签 名 应 该 满 足 以 下 ３个 条 件 ： 一
公 开 密 钥 技 术 出现 以后 ， 以用 来 加 密 会 话 密 钥 ， 过 更 改 密钥 来 保 证 信 息 的 安 全 ， 为 算 法 是 公 开 的 ， 极 大 提 高 了 通 可 通 因 这
信 双 方 安 全 性 ． 户 Ａ和 用 户 Ｂ利 用公 开 密码 进 行 数 字 签 名 的 过程 如 图 １ 示 ： 用 所 （ ） 户 Ａ和 用 户 Ｂ都将 自己 的公 开 密 钥 （ Ｋ Ｐ Ｂ 公 开 登 记 ， 为对 方 及 仲裁 者 验 证 签 名 的 数 据 之 一 ； １用 Ｐ Ａ、Ｋ ） 作 （ ） 户 Ａ用 自己 的 私 密 （Ｋ 对 明 文 （ 进 行 签 名 Ｓ ２用 ＩＡ） Ｍ） ＝Ｄ（ Ｉ Ａ） Ｍ， Ｋ ；
（ ）发 送 Ａ 方 用 自己 的 私钥 （Ｋ 对 摘要 ｚ ２ ＩＡ） １和 明 文 Ｍ 同时 进 行 加 密 ， 样 就 形 成 数 字 签 名 和 Ｍ 的 密 文 ｃ 这 ． （ ）接 收 方 Ｂ收到 Ｃ 以后 ， Ａ 的 公 开 密 钥 （ Ｋ ） 行 解 密 ， 到摘 要 ｚ ３ 用 ＦＡ进 得 ｌ和 明文 Ｍ ， 时 对 接 收 到 的 明 文 Ｍ 进 行 Ｈ ｓ 同 ａｈ 算法 ， 到摘要 ｚ ， 得 ２ 比较 ｚ １和 ｚ ， ２ 如果 二 者 一 致 ， 明 Ｍ 确 实 来 自 Ａ． 程 如 图 ３ 说 过 ．
过程如下．
（ ）用 户 Ａ 把 要 发 送 的 明 文 Ｍ 用 Ｈ ｓ 算 法 加 密 产 生 数 字 摘 要 ｚ ． 数 学 上 保 证 ， 要 改 动 报 文 中 的 任 何 一 位 ， 新 计 １ ａｈ １在 只 重 算 出来 的 报 文 摘 要 就 会 与原 文 的 值 不 相 符 合 ， 样 就 保 证 了报 文 的不 可 更 改 性 ． 这
ＭＤ ５按 ５ ２位 数 据 块 为 单 位 来 处 理输 入 ， 生 １ ８位 的 消 息 摘 要 ． ｌ 产 ２ ２ 利 用 非对 称加 密算 法和 哈希 （ ｓ ） 法进 行 数 字 签 名 Ｈａｈ 算 用 户 Ａ 和 用 户 Ｂ利 用 非 对 称 加 密 算 法 和 哈 希 （ ｓ ） 法 进 行 数 字 签 名 的 Ｈａｈ 算
第２ ｌ卷 第 １ 期
２ ２年 ３月 ０１
河 南教 育 学 院 学报 （自然 科 学 版 ）
Ｊ ｕｎ ｌｏ ｎ ｎ Ｉｓｉ ｔ ｆＥ ｕ ａｉｎ（ ｔｒｌＳ ｉｎ ｅＥｄｔ ｎ ｏ ｒａ ｆＨｅ ａ ｎ ｔｕｅｏ ｄ ｃｔ ｔ ｏ Ｎａｕａ ｃｅ ｃ ｉｏ ） ｉ
Ｖｏ ． ＮＯ． １ ２１ １
Ｓ 即 用 户 Ａ对 Ｍ 的 签名 ． 需 要 保 密 ， 户 Ａ 可 以用 用 户 Ｂ的 公 开 密 钥 （ Ｋ ） ｓ 若 用 Ｐ Ｂ 对 ＾进 行 加 密 Ｃ＝Ｅ Ｓ ， Ｋ ； 户 Ａ （ Ｐ Ｂ） 用
把 Ｃ发 送 给用 户 Ｂ ； （ ） 户 Ｂ收 到 Ｃ后 ， 用 自己的 私密 （Ｋ ） ３用 使 Ｉ Ｂ 进行 解密 ， 到 Ｓ 然 后再 用 用 户 得 ， Ａ 的公 开密 钥 （ Ｋ ） 行解 密 ， 明文 Ｍ ： （ Ｉ Ｂ ： ， （ Ａ Ｐ Ｂ Ｍ ； ＰＡ进 得 Ｄ Ｃ， ） Ｓ Ｅ Ｓ ， Ｋ ）＝ Ｋ
（ ）签 名 者 事 后 不 能 否认 自己 的签 名 ； １
（ ）其 他 任 何 人 均 不 能伪 造签 名 ， 不 能 对接 收 或 发送 的信 息 进 行 篡 改 、 造 和 冒充 ； ２ 也 伪 （ ）若 当 事 双 方 对 签 名 真 伪 发 生争 执时 ， ３ 能够 在 公 正 的 仲 裁 者 面 前通 过 验证 签 名来 确 认 真 伪 ． １ 非 对 称 加 密 算 法和 哈 希 Ｉ ｓ ） Ｈａｈ 函数 的描 述 １ １ 非 对 称 加 密 算 法 描 述 ．