网络安全之数字签名

数字签名定义

数字签名就是对数字信息进行签名，以防止他人对信息进行伪造和篡改，也可以用于身份识别

数字签名的特性

• 签名是可信的
• 签名的信息是不可篡改的
• 签名是不可复制的
• 签名是不可伪造的
• 签名是不可抵赖的

简而言之，某人对某信息进行签名可以证明：这个信息是这个人写的，且无其他人进行修改。

数字签名的原理

背景环境：小明对信息M进行签名，并发送给小红，小红校验信息以确保该信息是小明发送的，且未被篡改

小明对信息进行处理

1. 小明用hash函数对信息 M 进行 hash处理 ，得到信息摘要 M’（hash值）
2. 小明使用自己的 私钥 对摘要值 M’ 进行加密，得到签名文本 S （签名，证书次hash值由小明创建）
3. 小明使用小红的 公钥 对S进行加密，得到加密的签名文本 S’ (加密，防止他人修改hash值）
4. 小明将M和**S’**发送给小红

小红收到信息后，验证信息M使用小红发出的和信息M未被篡改

5. 小红用自己的 私钥 对 S’ 进行解密，得到签名文本 S
6. 小红用小明的公钥 对 S 进行解密，得到信息摘要 M’
7. 小红用同样的hash函数对信息 M 进行hash处理，得到信息摘要 M’'
8. 将 M’ 和 M’’ 进行比较，若相同，则信息M由小明撰写发送，且未被篡改

数字签名原理的论证

首先，对于任意信息M，有且只有一个hash值（对于同一个hash函数），且很难找到2个有相同hash值的 信息M，故信息M与其hash值在很大程度上有这一 一对应的特点。
其次，小明使用了自己的私钥对信息摘要 M’ 进行加密签名，故他人无法在不破坏签名的基础上对信息摘要M’进行修改，故无法同时随意修改信息M
再其次，对小明用小红的私钥对签名文本S进行了加密，故他人并不知道真实的hash值，故无法找到拥有相同hash值的另一个信息对信息M做替换篡改。
综上所述，攻击者既无法将篡改后的信息的hash值替换原hash值，也无法通过已知hash值找到另一个拥有相同hash值的信息对M进行替换，所以在理论上很难伪造数字签名和篡改签名后的信息

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