密码学学习笔记(二十)：DSA签名与X.509证书

数字签名

下图是一个制作以及使用数字签名过程的通用模型。

假设Bob发送一条消息给Alice，尽管消息并不重要，也不需要保密，但他想让Alice知道消息确实是他本人发的。出于这个目的，Bob利用一个安全的散列函数，比如SHA-512，产生消息的散列值然后将这个散列值用他的私钥加密，从而创建了数字签名。当Alice接收到带有签名的消息后，她要做的是：

• 计算该消息的散列值
• 利用Bob的公钥对签名解密
• 将计算出的散列值和解密出的散列值做比较

如果这两个散列值相等，Alice就能确认所收到的消息是由Bob签名过的。因为其他人没有Bob的私钥，所以他们不能创建能用Bob的公钥解密的密文。另外，没有Bob的私钥也不可能对消息做修改。

数字签名并不提供机密性，发送消息不会被篡改但有可能被窃听。

公钥证书

公钥证书由公钥加上公钥所有者的用户ID以及可信第三方签名的整个数据块组成。

1. 用户软件（客户端）创建一对密钥：一个公钥和一个私钥
2. 客户端准备一个包含用户ID和公钥的未签名的证书。
3. 用户通过某种安全手段将未签名的证书提交给Certificate Authority - CA（认证中心）。这种手段可能是面对面的会谈，也可能是使用已注册的电子邮件，或提交一个电子邮件认证的Web表单。
4. CA以如下方式产生一个签名：(1) CA利用某个散列函数计算出未签名证书的散列码。该散列函数比如SHA，将一个可变长度的数据分组或消息映射到一个固定长度散列码。
5. CA将签名附属在未签名的证书后，以此创建一个签名证书。
6. CA将签名证书交还给客户端。
7. 客户端可以将该签名证书提交给其他用户。
8. 该签名证书的任何接收者可以通过(1)接收者计算证书的散列码(不包括签名)，(2)接收者使用CA的公钥和签名认证算法来证实数字签名。这个算法返回值显示签名是否有效。

X.509标准已经被广泛接受，用来格式化公钥证书。

X.509

X.509 ITU-T标准在RFC 5280有详细的描述，是最为广泛接受的公钥证书格式。

RFC 5280: Internet X.509 Public Key Infrastructure Certificate and Certificate Revocation List (CRL) Profile (rfc-editor.org)

X.509证书被用于大多数网络安全应用，包括IP安全、SSL、TLS、SET、S/MINE，以及电子商务应用。

X.509证书主要元素包括具有X.500主体名称的密钥和公钥信息、有效期、CA发放者名称，以及将这些信息绑定在一起的这些信息的签名。

X.509标准定义了一个证书吊销列表(CRL)，是由颁发者签名的。 每一个被吊销的证书都包含了证书的序列号和证书吊销日期。CA颁发的证书序列号是唯一的，足以识别证书。当一个应用接收了一个证书，X.509标准声明应用应该在签发证书的CA的当前的CRL中确认证书是否已经被吊销。