密码学初级教程(六）数字签名 Digital Signature

密码学家工具箱中的6个重要的工具：

• 对称密码
• 公钥密码
• 单向散列函数
• 消息认证码
• 数字签名
• 伪随机数生成器

提问：

有了消息认证码为什么还要有数字签名？

因为消息认证码无法防止否认。消息认证码可以识别消息是否被篡改或者发送者身份是否被伪装。（消息认证码保证完整性、可以进行认证）

为什么消息认证码无法防止否认，数字签名就能够否认呢？

消息认证码中，能够计算出MAC值的密钥（共享密钥）是由发送者和接受者双方共同持有的，因此发送者和接受者中的任何一方都能够计算MAC值，发送者也就可以声称“这个MAC值不是我计算的，而是接收者计算的”。

相反的，在数字签名中，能够生成签名的密钥（私钥）是只有发送者才持有的，只有发送者才能够生成签名，因此发送者也就没办法说“这个签名不是我生成的”了。

数字签名的方法

• 直接对消息进行签名

发送者用私钥对消息进行签名并把签名和消息发送给接收者，接收者用公钥解密得到消息原文并和收到的消息进行匹配。

• 对消息的散列值进行签名

对散列值签名就是多了一步，先计算消息的散列值，再计算签名。

数字签名的应用实例

• 安全信息公告
• 软件下载

　　　　（1）验证软件是否有被修改。

（2)一种名为带签名的Applet的软件就是一个具体的例子。这种软件就是用Java编写的（一种浏览器进行下载并执行的软件），并加上了作者的签名，而浏览器会在下载之后对签名进行验证。

• 公钥证书
• SSL/TLS

 实现数字签名的方法

• RSA
  • 　　
• EIGamal
  • 　　由Taher EIGammal设计的公钥算法，利用了在mod N中求离散对数的困难度。可被用于公钥密码和数字签名。
• DSA
  • 　　NIST于1991年制定的数字签名规范，DSA是Schnorr算法与EIGammal方式的变体，只能用于数字签名。
• Rabin
  • 　　由M.O.Rabin设计的公钥算法，利用了在mod N中求平方根的困难度。Rabin可以被用于公钥密码和数字签名。