计算机网络-7-3-数字签名

数字签名

数字签名必须保证能够实现以下3点：

接收者能够核实发送者对报文的签名。也就是所，接收者能够确认该报文的确是发送者发送的。其他人无法伪造对报文的签名。这叫报文鉴别。
接收者确信所收到的数据和发送者发送的数据完全一样，没有被篡改过。这叫报文的完整性。
发送者事后不能抵赖对报文的签名，这叫不可否认。

现在已有多种实现数字签名的方法。但采用公钥算法要比对称密钥算法更容易实现。下面就来介绍这种数字签名。
为了进行签名，A用其私钥 $S K_{A}$ 对报文X进行D运算(如图7-4)，D运算本来叫做解密运算，可是，还没有加密怎么就进行解密呢？这并没有关系。因为D运算只是得到了某种不可读的密文。在图7-4中我们写成”D运算“而不是解密运算，就是为了避免产生这种误解。A把经过D运算得到的密文传给B。B为了核实签名，用A的公钥进行E运算，还原出明文X。请注意，任何人使用A的公钥 $P K_{A}$ 进行E运算后都可以得出A发送的明文。可见图7-4所示的通信并非为了保密，而是为了进行签名和核实签名，即确认此明文是A发送的。

数字签名为什么具有上述的上述的三个功能点？

因为除了A之外没人持有A的私钥 $S K_{A}$ 。所以除了A外没有别人能产生密文 $D_{S K_{A}} (X)$ 。这样，B就相信报文X就是A签名发送的，这就是报文鉴别的原理。
同理，其他人如果篡改过报文，但由于无法得到A的私钥 $S K_{A}$ 来对X进行加密，那么B对篡改过的报文进行解密后，将会得出不可读的明文，就知道收到的报文被篡改过。这样就可以保证报文的完整性。
若A要抵赖曾经发送报文给B，B可以把X以及 $D S K_{A} (X)$ 出示给进行公证的第三者，第三者很容易的用 $P K_{A}$ 去证实A确实发送X给B，这就是不可否认的功能。这三项的关键都是没有其他人能够持有A的私钥SKA。

但上述的过程仅仅只是对报文进行了签名，对报文X还未保密，因为截获到密文 $D_{S X K_{A}} (X)$ 并知道发送者身份的任何人，通过查阅手册即可获得发送者的公钥 $P K_{A}$ ，因而能知道报文的内容，若采用图7-5所示的方法，则可以同时实现秘密通信和数字签名。图中 $S K_{A}$ 和 $S K_{B}$ 分别为A和B的私钥， $P K_{A}$ 和 $P K_{B}$ 分别为A和B的公钥。