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请各位讨论一下王力雄这个建议的可行性：网上签名的技术思考

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可否详细介绍一下这个数字签名技术？十分赞同王力雄的设想， -- Anonymous - (56 Byte) 2003-5-24 周六, 下午8:58 (125 reads)

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标题: 参看这个： Internet上的安全认证——加密与数字签名 (164 reads) 时间: 2003-5-24 周六, 下午11:32

作者：Anonymous 在罕见奇谈发贴, 来自 http://www.hjclub.org

原文：

http://www.netfront.com.cn/attention/index/nous_007.htm

Internet上的安全认证——加密与数字签名

——迅速发展的Internet给人们的生活、工作带来了巨大的方便，人们可以坐在家里通过Internet收发电子邮件、打电话、进行网上购物、银行转帐等活动。然而，您可曾想过，您发出的电子邮件(或别人发给您的电子邮件)是否已被人看过，甚至还被人修改过？您和朋友打的电话是否被人窃听？当您某次从您的银行帐户上给别人转帐5万元(通过Internet)，是否会有人恶意地将您的这一次操作重新执行1次甚至多次？总之，您在Internet上做的一切安全吗？同时，对于银行和信用卡公司而言，怎样来确定您就是真正的“您”呢？

——这一切，导致了加密、解密、数字签名技术的产生，并且正在继续不断地研究和发展。本文试图就这些技术作一些初步的介绍和探讨，并给出在Microsoft Outlook Express下安全收发电子邮件的操作方法。

一、加密

——为了保护您的数据在传递过程中不被别人窃听或修改，您必须对数据进行加密（加密后的数据称为密文），这样，即使别人窃取了您的数据（密文），由于没有密钥而无法将之还原成明文（未经加密数据），从而保证了数据的安全性，接收方因有正确的密钥，因此可以将密文还原成正确的明文。

1、常规密钥密码体制

——所谓常规密钥密码体制，即加密密钥与解密密钥是相同的。

——在早期的常规密钥密码体制中，典型的有代替密码，其原理可以用一个例子来说明。

——例如，将字母a，b，c，d，…，w，x，y，z的自然顺序保持不变，但使之与D，E，F，G，…，Z，A，B，C分别对应（即相差3个字符）。若明文为student则对应的密文为VWXGHQW（此时密钥为3）。

——由于英文字母中各字母出现的频度早已有人进行过统计，所以根据字母频度表可以很容易对这种代替密码进行破译。

2、数据加密标准DES

——DES算法原是IBM公司为保护产品的机密于1971年至1972年研制成功的，后被美国国家标准局和国家安全局选为数据加密标准，并于1977年颁布使用。ISO也已将DES作为数据加密标准。

——DES对64位二进制数据加密，产生64位密文数据。使用的密钥为64位，实际密钥长度为56位（有8位用于奇偶校验）。解密时的过程和加密时相似，但密钥的顺序正好相反。

——DES的保密性仅取决于对密钥的保密，而算法是公开的。DES内部的复杂结构是至今没有找到捷径破译方法的根本原因。现在DES可由软件和硬件实现。美国AT＆T首先用LSI芯片实现了DES的全部工作模式，该产品称为数据加密处理机DEP。

3、公开密钥密码体制

——公开密钥（publickey）密码体制出现于1976年。它最主要的特点就是加密和解密使用不同的密钥，每个用户保存着一对密钥──公开密钥PK和秘密密钥SK，因此，这种体制又称为双钥或非对称密钥密码体制。

——在这种体制中，PK是公开信息，用作加密密钥，而SK需要由用户自己保密，用作解密密钥。加密算法E和解密算法D也都是公开的。虽然SK与PK是成对出现，但却不能根据PK计算出SK。公开密钥算法的特点如下：

——用加密密钥PK对明文X加密后，再用解密密钥SK解密，即可恢复出明文，或写为：DSK（EPK（X））=X

——加密密钥不能用来解密，即DPK（EPK（X））≠X在计算机上可以容易地产生成对的PK和SK。从已知的PK实际上不可能推导出SK。

——加密和解密的运算可以对调，即：EPK（DSK（X））=X/

——在公开密钥密码体制中，最有名的一种是RSA体制。它已被ISO/TC97的数据加密技术分委员会SC20推荐为公开密钥数据加密标准。

下面简要介绍RSA体制的原理。

——用户选择2个足够大的秘密的素数p和q（一般为100位以上的十进制数）。

——,li>令n=pq。n是公开的。实际上，从n分解出因子p和q是极其困难的。n的欧拉函数Φ(n)=(p－1)(q－1)，Φ(n)即小于等于n并与n互素的数的个数。

——选择一个相对较大的整数e作为加密指数，使e与Φ(n)互素。

——解同余方程

——ed=1modΦ(n)

——求出解密指数d。

——若用整数X、Y分别表示明文、密文，则以下2式可用于加密和解密（X、Y均小于N）：

——加密：Y=Xemodn

——解密：X=Ydmodn

——每个用户都有一组密钥（e，d、n）。对这种体制，只有（e，n）是出现在公开手册上的（即PK）。d则是需要用户保密的（即SK）。

——要求明文X

——RSA体制的保密性在于对大数的因数分解很花时间。若设机器周期为1μs，分解一个二进制数n所需时间如表1所示。

——位数1002003005007501000

——所需时间30秒3天9年1兆年2×109年6×1015年

——因此，当n足够大时，在目前情况下，对n进行因数分解实际上是无法实现的。

二、数字签名

——以往的书信或文件是根据亲笔签名或印章来证明其真实性的。但在计算机网络中传送的报文又如何盖章呢？这就是数字签名所要解决的问题。数字签名必须保证以下3点：

——1.接收者能够核实发送者对报文的签名；

——2.发送者事后不能抵赖对报文的签名；

——3.接收者不能伪造对报文的签名。

——现在已有多种实现各种数字签名的方法，但采用公开密钥算法要比常规算法更容易实现。下面就来介绍这种数字签名。

——发送者A用其秘密解密密钥SKA对报文X进行运算，将结果DSKA(X)传送给接收者B。B用已知的A的公开加密密钥得出EPKA(DSKA(X))=X。因为除A外没有别人能具有A的解密密钥SKA，所以除A外没有别人能产生密文DSKA(X)。这样，报文X就被签名了。

——假若A要抵赖曾发送报文给B。B可将X及DSKA(X)出示给第三者。第三者很容易用PKA去证实A确实发送消息X给B。反之，如果是B将X伪造成X'，则B不能在第三者面前出示DSKA(X')。这样就证明B伪造了报文。可以看出，实现数字签名也同时实现了对报文来源的鉴别。

——但是上述过程只是对报文进行了签名。对传送的报文X本身却未保密。因为截到密文DSKA(X)并知道发送者身份的任何人，通过查问手册即可获得发送者的公开密钥PKA，因而能够理解报文内容。则可同时实现秘密通信和数字签名。SKA和SKB分别为A和B的秘密密钥，而PKA和PKB分别为A和B的公开密钥。

三、密钥分配

——目前，公认的有效方法是通过密钥分配中心KDC来管理和分配公开密钥。每个用户只保存自己的秘密密钥和KDC的公开密钥PKAS。用户可以通过KDC获得任何其他用户的公开密钥。。

——首先，A向KDC申请公开密钥，将信息(A，B)发给KDC。KDC返回给A的信息为(CA，CB)，其中，CA=DSKAS(A，PKA，T1)，CB=DSKAS(B，PKB，T2)。CA和CB称为证明书(Certificate)，分别含有A和B的公开密钥。KDC使用其解密密钥SKAS对CA和CB进行了签名，以防止伪造。时间戳T1和T2的作用是防止重放攻击。

——最后，A将证明书CA和CB传送给B。B获得了A的公开密钥PKA，同时也可检验他自己的公开密钥PKB。

四、Outlook Express下的操作实例

——Microsoft公司的Outlook Express是目前功能较完善、使用较方便的一个电子邮件管理软件，其中所提供的安全特性就支持前述的加密与数字签名，使您在Internet上可以发送和接收安全的电子邮件，下面具体介绍其使用方法。

——要使用Outlook Express中的安全电子邮件，您需要数字标识。数字标识(也叫证书)提供了一种在Internet上验证您身份的方式，与司机驾照或日常生活中的其他身份证的方式相似。这里所说的数字标识即前面提到的公开密钥PK和秘密密钥SK。

——数字标识允许您给电子邮件签名，这样真正的收件人可确保该邮件确实是由您发来的并且没有受损。另外，数字标识也允许其他人给您发送加密邮件。

1、获取您的数字标识

——使用数字标识之前需要先获取数字标识，您可以从发证机构获得数字标识，那是个负责发布数字标识的组织，并不断地验证数字标识是否仍然有效。然后您可以将您的数字标识发送给需要给您发送加密邮件的用户，您也可以用相同的数字标识发送签名邮件。有较多的商业发证机构，如果您选用Verisign公司，您可以通过以下步骤获得您的数字标识：

——访问http://www.verisign.com站点，按提示填入您的个人信息及电子邮件地址，确认无误并提交后，稍过一会儿，您可以从您的电子信箱中收到一封Verisign公司发来的电子邮件，其中就包含了您的DigitalIDPIN。

——根据刚收到的电子邮件的提示，访问http://digitalid.verisign.com/mspickup.htm，然后根据提示输入您的DigitalIDPIN并提交，成功后，您即可获得您的数字标识（数字标识将自动被加入到了本机的Outlook Express中）。

——需要注意的是，Verisign公司提供给您的数字标识免费使用日期只有60天，您要长期使用，必须付费。

以下是其他一些提供类似服务的商业发证机构：

BankGateCA，http://www.bankgate.com/

BelSignNV

作者：Anonymous 在罕见奇谈发贴, 来自 http://www.hjclub.org

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