06-数字签名与信息隐藏

第六讲 数字签名与信息隐藏王志伟 Email: zhwwang@http://doc.guandang.net

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课程内容1 2 3 4 5 数字签名原理

鉴别协议数字签名算法 信息隐藏 数字水印

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数字签名及其应用

公钥密码体制为解决计算机信息网中的安全提供了新的理论 和技术基础。公钥密码体制的最大特点是采用两个密钥将加密和解密 能力分开，使得通信双方无需事先交换密钥就可进行保密通信，从而 大大减少了多实体通信网实体之间通信所需的密钥量，便于密钥管理 。此外，公钥体制的一个重要的特性是可用于实现数字签字。数字签 名在信息安全，包括身份认证、数据完整性、不可否认性以及匿名性 等方面有着重要的应用，特别是在大型网络安全通信中的密钥分配、 认证以及电子商务系统安全性等方面具有非常重要的作用。

数据的易复制性

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签名

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考虑两种情形 Bob可以伪造一条消息并称该消息发自Alice 使用Bob和Alice共享的密钥产生认证码，并附 于消息之后

Alice可以否认曾发送某条消息 因为Bob可以伪造，所以无法证明Alice确实发 送过消息

最吸引人的解决方案是数字签名

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问题 当通信双方发生了下列情况时，数字签名技术必 须能够解决引发的争端： 否认：发送方不承认自己发送过某一报文。 伪造：接收方自己伪造一份报文，并声称它来 自发送方。 冒充：网络上的某个用户冒充另一个用户接收 或发送报文。 篡改：接收方对收到的信息进行篡改。

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数字签名原理和流程 公开密钥算法对信息直接加密(作为数字签名) 非常耗时 因此加密人员想出了一种办法： 生成一个代表你的报文的简短的、独特的报文摘要 这个摘要可以被发送方的私有加密并作为发送方对该报 文的数字签名。 通常，产生报文摘要的快速加密算法被称为单向散列函数。 MD5 SHA-1

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数字签名应满足的要求 收方能够确认或证实发方的签名，但不能伪造，简记为R1-条件( unforgeablity)。

发方发出签名的消息给收方后，就不能再否认他所签发的消息， 简记为S-条件(non-repudiation)。收方对已收到的签名消息不能否认，即有收报认证，简记作R2-条 件。 第三者可以确认收发双方之间的消息传送，但不能伪造这一过程 ，简记作T-条件。

数字签名 传统签名的基本特点: 能与被签的文件在物理上不可分割 签名者不能否认自己的签名 签名不能被伪造 容易被验证 数字签名是传统签名的数字化,基本要求: 能与所签文件“绑定” 签名者不能否认自己的签名 签名不能被伪

造 容易被验证10 2013-6-17

数字签名体制一个签名体制可由量(M , S , K , V)其中M 是明文空间， S 是签名的 集合， K 是密钥空间， V 是证实函数的值域，由真、伪组成。 (1) 签名算法：对每一M M和k K,易于计算对M的签名 签名密钥是秘密的，只有签名人掌握； (2)验证算法：Verk(S, M) {真，伪}={0,1} S=Sigk(M) S

(显著的概率)

验证算法应当公开，已知M,S易于证实S是否为M的签名，以便于 他人进行验证。

问题 公钥的管理，公钥与身份的对应关系 签名的有效性，私钥丢失？

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数字证书 数字签名用来保证信息传输过程中信息的完整和 提供信息发送者的身份的确认。 数字证书采用公开密钥体制(例如RSA)。 每个用户设定一仅为本人所知的私有密钥，用 它进行解密和签名； 同时设定一公开密钥，为一组用户所共享，用 于加密和验证签名。

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数字证书的作用 采用数字证书，能够确认以下两点： (1) 保证信息是由签名者自己签名发送的，签 名者不能否认或难以否认。 (2) 保证信息自签发后到收到为止未曾做过任 何修改，签发的信息是真实信息。

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鉴别协议报文鉴别往往必须解决如下的问题： (1) (2) (3) (4) 报文是由确认的发送方产生的。 报文的内容是没有被修改过的。 报文是按传送时的相同顺序收到的。 报文传送给确定的对方。

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