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数字签名到底是什么鬼?

清蒸不是水煮 2018-02-28 发布于后端 mp.weixin.qq.com

数字签名除了应用在火热的区块链技术中之外,HTTPS中也有使用,数字签名类似于纸质合同,合同上必须有签名才认为是一份有效的合同,否则它就是没有法律效力的,因为别人可以对内容进行篡改。

数字签名到底是什么鬼?

2018-02-28 发布,来源:mp.weixin.qq.com

数字签名除了应用在火热的区块链技术中之外,HTTPS中也有使用,数字签名类似于纸质合同,合同上必须有签名才认为是一份有效的合同,否则它就是没有法律效力的,因为别人可以对内容进行篡改。

数字签名用于证实数据内容的完整性(integrity)和来源(或不可抵赖,non-repudiation)。

一个典型的场景:张三给李四发一个文件,李四怎么知道他接收的文件是张三发的原始文件?

张三可以这样做,先对文件进行摘要处理(又称Hash,常见的哈希算法有MD5、SHA等)得到一串摘要信息,然后用自己的私钥将摘要信息加密同文件发给李四,李四收到加密串和文件后,再用张三的公钥来解密加密串,得到原始文件的摘要信息,与此同时,对接收到的文件进行摘要处理,然后两个摘要信息进行对比,如果自己算出的摘要信息与收到的摘要信息一致,说明文件是张三发过来的原始文件,没有被篡改。否则,就是被改过的。

如果没明白我说的这段话,那么你可以看看下面这篇图文,对数字签名的解释浅显易懂,就算你不是学计算机的小白读起来应该也没什么障碍,文章由阮一峰老师翻译

原文:http://www.youdzone.com/signature.html
译文:http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/08/what_is_a_digital_signature.html

鲍勃有两把钥匙,一把是公钥,另一把是私钥。

鲍勃把公钥送给他的朋友们----帕蒂、道格、苏珊----每人一把。

苏珊要给鲍勃写一封保密的信。她写完后用鲍勃的公钥加密,就可以达到保密的效果。

鲍勃收信后,用私钥解密,就看到了信件内容。这里要强调的是,只要鲍勃的私钥不泄露,这封信就是安全的,即使落在别人手里,也无法解密。

鲍勃给苏珊回信,决定采用"数字签名"。他写完后先用Hash函数,生成信件的摘要(digest)。

然后,鲍勃使用私钥,对这个摘要加密,生成"数字签名"(signature)。

鲍勃将这个签名,附在信件下面,一起发给苏珊。

苏珊收信后,取下数字签名,用鲍勃的公钥解密,得到信件的摘要。由此证明,这封信确实是鲍勃发出的。

苏珊再对信件本身使用Hash函数,将得到的结果,与上一步得到的摘要进行对比。如果两者一致,就证明这封信未被修改过。

复杂的情况出现了。道格想欺骗苏珊,他偷偷使用了苏珊的电脑,用自己的公钥换走了鲍勃的公钥。

此时,苏珊实际拥有的是道格的公钥,但是还以为这是鲍勃的公钥。

因此,道格就可以冒充鲍勃,用自己的私钥做成"数字签名",写信给苏珊,让苏珊用假的鲍勃公钥进行解密。

后来,苏珊感觉不对劲,发现自己无法确定公钥是否真的属于鲍勃。

她想到了一个办法,要求鲍勃去找"证书中心"(certificate authority,简称CA),为公钥做认证。

证书中心用自己的私钥,对鲍勃的公钥和一些相关信息一起加密,生成"数字证书"(Digital Certificate)。

鲍勃拿到数字证书以后,就可以放心了。

以后再给苏珊写信,只要在签名的同时,再附上数字证书就行了。

苏珊收信后,用CA的公钥解开数字证书,就可以拿到鲍勃真实的公钥了,然后就能证明"数字签名"是否真的是鲍勃签的。

下面,我们看一个应用"数字证书"的实例:https协议。这个协议主要用于网页加密。

首先,客户端向服务器发出加密请求。

服务器用自己的私钥加密网页以后,连同本身的数字证书,一起发送给客户端。

客户端(浏览器)的"证书管理器",有"受信任的根证书颁发机构"列表。客户端会根据这张列表,查看解开数字证书的公钥是否在列表之内。

如果数字证书记载的网址,与你正在浏览的网址不一致,就说明这张证书可能被冒用,浏览器会发出警告。

如果这张数字证书不是由受信任的机构颁发的,浏览器会发出另一种警告。

如果数字证书是可靠的,客户端就可以使用证书中的服务器公钥,对信息进行加密,然后与服务器交换加密信息。

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