數(shù)字簽名技術(shù)在電子商務(wù)中的應(yīng)用

鄭海濤/武漢大學(xué)信息管理學(xué)院

數(shù)字簽名技術(shù)在電子商務(wù)中的應(yīng)用

鄭海濤/武漢大學(xué)信息管理學(xué)院

以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的電子商務(wù)作為全新的商務(wù)活動(dòng)越來(lái)越走向我們的生活，同時(shí)它作為一種新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)動(dòng)力，他推動(dòng)我國(guó)乃至全世界經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，但是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的電子商務(wù)，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本身的的開放性，共享性等特點(diǎn)使電子商務(wù)成為一把雙刃劍，它在給人們帶來(lái)高效.快捷 經(jīng)濟(jì)的交易的同時(shí)也引發(fā)了新的問(wèn)題，那就是安全問(wèn)題。如何保證網(wǎng)上交易雙方信息的有效性，保密性，完整性，認(rèn)證性和不可抵賴性已成為制約電子商務(wù)進(jìn)一步發(fā)展的的制約性問(wèn)題，在這樣的環(huán)境下，為保障電子商務(wù)的安全，以規(guī)范化的程序和科學(xué)化的方法，用于識(shí)別交易雙方身份的數(shù)字簽名技術(shù)得到應(yīng)用和發(fā)展。數(shù)字簽名技術(shù)將信息發(fā)送者與信息傳遞結(jié)合起來(lái)，用以保障發(fā)送發(fā)送者所發(fā)送的信息在傳遞過(guò)程中的完整性，并可以提供信息發(fā)送者的身份的身份認(rèn)證，以防止信息發(fā)送者的身份的抵賴行為的發(fā)生，數(shù)字簽名是實(shí)現(xiàn)電子商務(wù)的安全核心技術(shù)之一。

數(shù)字簽名；安全交易；電子商務(wù)

一、數(shù)字簽名技術(shù)概論

所謂“數(shù)字簽名”，就是通過(guò)某種密碼運(yùn)算生成一系列符號(hào)及代碼組成電子密碼進(jìn)行簽名，來(lái)代替手寫簽名或印章，對(duì)于這種電子式的簽名還可進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證。數(shù)字簽名在ISO7498-2標(biāo)準(zhǔn)中定義為：“附加在數(shù)據(jù)單元上的一些數(shù)據(jù)，或是對(duì)數(shù)據(jù)單元所作的密碼變換，這種數(shù)據(jù)和變換允許數(shù)據(jù)單元的接收者用以確認(rèn)數(shù)據(jù)單元來(lái)源和數(shù)據(jù)單元的完整性，并保護(hù)數(shù)據(jù)，防止被人（例如接收者）進(jìn)行偽造”。數(shù)字簽名實(shí)現(xiàn)的功能與我們“有紙辦公”的手寫簽名類同，具有準(zhǔn)確性、實(shí)用性、完整性、可鑒別性、不可抵賴性等特性，同時(shí)解決否認(rèn)、偽造、篡改及冒充等問(wèn)題。

二、數(shù)字簽名的作用

將數(shù)字簽名技術(shù)應(yīng)用于電子商務(wù)中，可以解決數(shù)據(jù)的否認(rèn)、偽造、篡改及冒充等問(wèn)題，其主要用途有三個(gè)方面：

1.驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性

這個(gè)功能能保證信息自簽發(fā)后到收到為止沒(méi)有做任何修改。因?yàn)楫?dāng)兩條信息摘要完全相同時(shí)，可以確信這兩條信息的內(nèi)容完全一樣。因此，可以通過(guò)將信息發(fā)送前生成的信息摘要與接收后生成的信息摘要進(jìn)行對(duì)比，來(lái)判斷信息在傳輸過(guò)程中是否被篡改或改變。由于信息摘要在發(fā)送之前，發(fā)送方使用私鑰進(jìn)行加密，其他人要生成相同加密的信息摘要幾乎不可能，于是，接受方收到信息后，可以使用相同的函數(shù)變換，重新生成—個(gè)新的信息摘要，將接收到的信息摘要解密，然后進(jìn)行對(duì)比，從而驗(yàn)證信息的完整性。

2.驗(yàn)證簽名者的身份

此功能證明信息是由簽名者發(fā)送的。因?yàn)閿?shù)字簽名中，是使用公開密鑰加密算法，信息發(fā)送方是使用自己的私鑰對(duì)發(fā)送的信息進(jìn)行加密的，只有持有私鑰的人才能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簽名，所以只要密鑰沒(méi)有被竊取，就可以肯定該數(shù)據(jù)是用戶簽發(fā)的。信息接收方可以使用發(fā)送方的公鑰對(duì)接受到的信息進(jìn)行解密，因而，接收方一旦解密成功，就完全可以確認(rèn)信息是由發(fā)送方發(fā)送的，同時(shí)也證實(shí)了信息發(fā)送方的身份。

3.防止交易中的抵賴行為

當(dāng)交易中出現(xiàn)抵賴行為時(shí)，信息接收方可以將加了數(shù)字簽名的信息提供給認(rèn)證方，由于帶有數(shù)字簽名的信息是由發(fā)送方的私鑰加密生成的，其他任何人不可能產(chǎn)生這種信息，而發(fā)送方的公鑰是公開的，任何人都可以獲得他的公鑰對(duì)信息解密．這樣認(rèn)證方可以使用公鑰對(duì)接收方提供的信息解密，從而可以判斷發(fā)送方是否出現(xiàn)抵賴行為。

三、數(shù)字簽名的過(guò)程原理

“發(fā)送報(bào)文時(shí)，發(fā)送方用一個(gè)哈希函數(shù)從報(bào)文文本中生成報(bào)文摘要,然后用自己的私人密鑰對(duì)這個(gè)摘要進(jìn)行加密，這個(gè)加密后的摘要將作為報(bào)文的數(shù)字簽名和報(bào)文一起發(fā)送給接收方，接收方首先用與發(fā)送方一樣的哈希函數(shù)從接收到的原始報(bào)文中計(jì)算出報(bào)文摘要，接著再用發(fā)送方的公用密鑰來(lái)對(duì)報(bào)文附加的數(shù)字簽名進(jìn)行解密，如果這兩個(gè)摘要相同、那么接收方就能確認(rèn)該數(shù)字簽名是發(fā)送方的。

數(shù)字簽名有兩種功效：一是能確定消息確實(shí)是由發(fā)送方簽名并發(fā)出來(lái)的，因?yàn)閯e人假冒不了發(fā)送方的簽名。二是數(shù)字簽名能確定消息的完整性。因?yàn)閿?shù)字簽名的特點(diǎn)是它代表了文件的特征，文件如果發(fā)生改變，數(shù)字簽名的值也將發(fā)生變化。不同的文件將得到不同的數(shù)字簽名。一次數(shù)字簽名涉及到一個(gè)哈希函數(shù)、發(fā)送者的公鑰、發(fā)送者的私鑰。

數(shù)字簽名:發(fā)送方用自己的密鑰對(duì)報(bào)文X進(jìn)行Encrypt(編碼)運(yùn)算，生成不可讀取的密文Dsk，然后將Dsk傳送給接收方，接收方為了核實(shí)簽名，用發(fā)送方的公用密鑰進(jìn)行Decrypt(解碼)運(yùn)算，還原報(bào)文。

關(guān)于數(shù)字簽名與數(shù)字證書的原理有個(gè)非常形象的例子

小明有兩把鑰匙，一把是公鑰，另一把是私鑰。

小明把公鑰送給他的朋友們--小紅、小強(qiáng)、小麗--每人一把。

小麗要給小明寫一封保密的信。她寫完后用小明的公鑰加密，就可以達(dá)到保密的效果。

小明收信后，用私鑰解密，就看到了信件內(nèi)容。這里要強(qiáng)調(diào)的是，只要小明的私鑰不泄露，這封信就是安全的，即使落在別人手里，也無(wú)法解密。

小明給小麗回信，決定采用"數(shù)字簽名"。他寫完后先用Hash函數(shù)，生成信件的摘要（digest）。

然后，小明使用私鑰，對(duì)這個(gè)摘要加密，生成"數(shù)字簽名"（signature）。

小明將這個(gè)簽名，附在信件下面，一起發(fā)給小麗。

小麗收信后，取下數(shù)字簽名，用小明的公鑰解密，得到信件的摘要。由此證明，這封信確實(shí)是小明發(fā)出的。

小麗再對(duì)信件本身使用Hash函數(shù)，將得到的結(jié)果，與上一步得到的摘要進(jìn)行對(duì)比。如果兩者一致，就證明這封信未被修改過(guò)。

復(fù)雜的情況出現(xiàn)了。小強(qiáng)想欺騙小麗，他偷偷使用了小麗的電腦，用自己的公鑰換走了小明的公鑰。此時(shí)，小麗實(shí)際擁有的是小強(qiáng)的公鑰，但是還以為這是小明的公鑰。因此，小強(qiáng)就可以冒充小明，用自己的私鑰做成"數(shù)字簽名"，寫信給小麗，讓小麗用假的小明公鑰進(jìn)行解密。

后來(lái)，小麗感覺(jué)不對(duì)勁，發(fā)現(xiàn)自己無(wú)法確定公鑰是否真的屬于小明。她想到了一個(gè)辦法，要求小明去找"證書中心"（certificate authority，簡(jiǎn)稱CA），為公鑰做認(rèn)證。證書中心用自己的私鑰，對(duì)小明的公鑰和一些相關(guān)信息一起加密，生成"數(shù)字證書"（Digital Certificate）。

小明拿到數(shù)字證書以后，就可以放心了。以后再給小麗寫信，只要在簽名的同時(shí)，再附上數(shù)字證書就行了。

小麗收信后，用CA的公鑰解開數(shù)字證書，就可以拿到小明真實(shí)的公鑰了，然后就能證明"數(shù)字簽名"是否真的是小明簽的。

四、數(shù)字簽名所面臨的問(wèn)題

1．接收后的文件可能被接收方重復(fù)使用。如果簽字后的文件是一張支票，接收方很容易多次用該電子支票兌換現(xiàn)金。

2.數(shù)字簽名應(yīng)用很多的RSA算法是基于大數(shù)的因子分解難題。由于計(jì)算機(jī)水平的提高，人們逐漸可以用計(jì)算機(jī)分解更大的數(shù)，因此，RSA算法的密鑰也就越來(lái)越長(zhǎng)。長(zhǎng)密鑰帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題，一是運(yùn)算速度較慢，另一個(gè)是密鑰存儲(chǔ)和管理問(wèn)題。如果用l6位的lC卡實(shí)現(xiàn)電子錢包，使用1024比特的RSA算法速度就很慢，要秒計(jì)算，二固化RSA算法的IC卡或32位的IC卡價(jià)格則較貴。

3.目前數(shù)字簽名在使用過(guò)程中缺少法規(guī)的規(guī)范，在使用當(dāng)中比較容易出現(xiàn)一些法律問(wèn)題。

五、電子商務(wù)中的交易安全策略

1．利用數(shù)據(jù)加密技術(shù)。數(shù)據(jù)加密技術(shù)是將明文采取數(shù)學(xué)方式轉(zhuǎn)換成為密文，只有特定接收方才能將其解密還原成為明文的過(guò)程。數(shù)據(jù)加密及其相關(guān)技術(shù)應(yīng)用可有效解決電子商務(wù)交易中信息的完整性、不可抵賴性和交易身份確定性等問(wèn)題。

2．利用數(shù)字簽名技術(shù)。數(shù)字簽名是附加在信息上并隨著信息一起傳送的一串代碼，與普通手寫的簽名作用類似，數(shù)字簽名可以保證信息傳輸過(guò)程中的信息完整性，以及提供信息發(fā)送者的身份認(rèn)證和不可抵賴性。數(shù)字簽名的實(shí)現(xiàn)是利用哈希函數(shù)（Hash）和RSA公開密鑰算法來(lái)完成的。其中Hash簽名是最主要的數(shù)字簽名方法，也稱之為數(shù)字摘要法、數(shù)字指紋法。數(shù)字簽名方法是將數(shù)字簽名與要發(fā)送的信息緊密聯(lián)系在一起。它更適于電子商務(wù)活動(dòng)。將一個(gè)商務(wù)合同的個(gè)體內(nèi)容與簽名結(jié)合在一起，比合同和簽名分開傳遞，更增加了可信度和安全性。

3．利用認(rèn)證技術(shù)。認(rèn)證技術(shù)是保證電子商務(wù)安全的重要因素之一。認(rèn)證分為實(shí)體認(rèn)證和信息認(rèn)證。前者指對(duì)參與通信實(shí)體(指參與通信的個(gè)人、客戶程序服務(wù)程序等)的身份認(rèn)證：后者指對(duì)信息體進(jìn)行認(rèn)證并確定其合法性，發(fā)生在信息接收者收到信息后。

總之，現(xiàn)有的電子商務(wù)的安全技術(shù)并不是無(wú)懈可擊的。操作系統(tǒng)的漏洞,管理人員的疏漏,都有可能造成安全漏洞。而加密技術(shù)本身也不是完全不可解的。電子商務(wù)的安全是又個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題，它是一個(gè)系統(tǒng)有機(jī)的整體，不僅需要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全的保證，也需要商務(wù)交易安全上的保障，才能確保電子商務(wù)的安全。同時(shí)我國(guó)在電子商務(wù)技術(shù)性較為落后，必須加強(qiáng)信息安全產(chǎn)品的研究，加強(qiáng)信息安全人才的培養(yǎng)，共同努力建立科學(xué)的電子商務(wù)安全機(jī)制，才能為我國(guó)的電子商務(wù)發(fā)展保駕護(hù)行。所以電子商務(wù)的安全技術(shù)是電子商務(wù)成功與否的決定性因素。

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