關(guān)于電子商務(wù)中安全數(shù)字簽名的研究

鄭孝宗

【中圖分類號】TP393.08

1、安全數(shù)字簽名對于電子商務(wù)的重要性

隨著電子商務(wù)在我國的迅猛發(fā)展，電子商務(wù)中的網(wǎng)絡(luò)安全問題日漸突出。在電子商務(wù)交易中，商家、客戶和銀行等各參與方是通過開放的互聯(lián)網(wǎng)連接在一起的，相互之間的信息傳遞也要通過互聯(lián)網(wǎng)來進行，這一特點使交易的風(fēng)險性和不確定性加大，從而對網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中數(shù)據(jù)的安全和保密提出了更高的要求，尤其對于電子商務(wù)支付中涉及到的敏感數(shù)據(jù)，則更需確保其萬無一失。

所以，在我看來，電子商務(wù)的安全首先是一個復(fù)雜的管理問題。企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境已很復(fù)雜，而當(dāng)把企業(yè)網(wǎng)與完全開放的因特網(wǎng)相連時，整個系統(tǒng)的安全性、可靠性及可管理性等方面就更加難以控制。其次，它是一個復(fù)雜的技術(shù)問題。電子商務(wù)是通過計算機網(wǎng)絡(luò)傳輸商務(wù)信息和進行貿(mào)易的，如何保證與傳統(tǒng)商業(yè)活動類似的票據(jù)傳遞和商業(yè)確認，這首先需要技術(shù)上的支持，如電子簽名、電子識別等技術(shù)手段的采用。再次，它是一個法律問題，電子商務(wù)安全問題的真正解決需要通過法律的完善來加以保證。

2、數(shù)字簽名的實現(xiàn)方法

實現(xiàn)數(shù)字簽名有很多方法，目前數(shù)字簽名采用較多的是公鑰加密技術(shù)，如基于RSA Data Security公司的PKCS（Public Key Cryptography Standards）、DSA（Digital Signature Algorithm）、x.509、PGP（Pretty Good Privacy）。1994年美國標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)協(xié)會公布了數(shù)字簽名標(biāo)準(zhǔn)（DSS）而使公鑰加密技術(shù)廣泛應(yīng)用。同時應(yīng)用散列算法（Hash）也是實現(xiàn)數(shù)字簽名的一種方法。我主要分析基于公鑰加密的數(shù)字簽名技術(shù)。

2. 1非對稱密鑰密碼算法進行數(shù)字簽名

算法的含義：非對稱密鑰密碼算法使用兩個密鑰：公開密鑰和私有密鑰，分別用于對數(shù)據(jù)的加密和解密，即如果用公開密鑰對數(shù)據(jù)進行加密，只有用對應(yīng)的私有密鑰才能進行解密；如果用私有密鑰對數(shù)據(jù)進行加密，則只有用對應(yīng)的公開密鑰才能解密。使用公鑰密碼算法進行數(shù)字簽名通用的加密標(biāo)準(zhǔn)有： RSA，DSA，Diffie-Hellman等。

簽名和驗證過程：

1. 發(fā)送方（甲）首先用公開的單向函數(shù)對報文進行一次變換，得到數(shù)字簽名，然后利用私有密鑰對數(shù)字簽名進行加密后附在報文之后一同發(fā)出。

2. 接收方（乙）用發(fā)送方的公開密鑰對數(shù)字簽名進行解密交換，得到一個數(shù)字簽名的明文。發(fā)送方的公鑰可以由一個可信賴的技術(shù)管理機構(gòu)即認證中心（CA）發(fā)布的。接收方將得到的明文通過單向函數(shù)進行計算，同樣得到一個數(shù)字簽名，再將兩個數(shù)字簽名進行對比，如果相同，則證明簽名有效，否則無效。

這種方法使任何擁有發(fā)送方公開密鑰的人都可以驗證數(shù)字簽名的正確性。由于發(fā)送方私有密鑰的保密性，使得接受方既可以根據(jù)結(jié)果來拒收該報文，也能使其無法偽造報文簽名及對報文進行修改，原因是數(shù)字簽名是對整個報文進行的，是一組代表報文特征的定長代碼，同一個人對不同的報文將產(chǎn)生不同的數(shù)字簽名。這就解決了銀行通過網(wǎng)絡(luò)傳送一張支票，而接收方可能對支票數(shù)額進行改動的問題，也避免了發(fā)送方逃避責(zé)任的可能。

2. 2對稱密鑰密碼算法進行數(shù)字簽名。

算法含義：對稱密鑰密碼算法所用的加密密鑰和解密密鑰通常是相同的，即使不同也可以很容易地由其中的任意一個推導(dǎo)出另一個。在此算法中，加、解密雙方所用的密鑰都要保守秘密。由于計算機速度而廣泛應(yīng)用于大量數(shù)據(jù)如文件的加密過程中，如RD4和DES，用IDEA作數(shù)字簽名是不提倡的。使用分組密碼算法數(shù)字簽名通用的加密標(biāo)準(zhǔn)有：DES，Tripl-DES，RC2，RC4，CAST等。采用對稱密鑰進行簽名過程中，除了文件簽字者和文件接受者雙方，還需要第三方認證。

2. 3盲簽名

盲簽名（blind signature）是一種允許一個人讓另一個人簽署文檔，而第一個人不向簽名者泄露任何關(guān)于文檔內(nèi)容的技術(shù)。而且簽名被接收方泄漏后，簽名者無法追綜簽名。盲簽名多應(yīng)用于電子貨幣和電子選舉。

盲簽名的過程：

（1）發(fā)送方將文件M乘一個隨機數(shù)得M，這個隨機數(shù)通常稱為盲因子，然后將將盲消息M送給接收方；

（2）接收方在M上簽名后，將其簽名Sig（M）送回發(fā)送方；

（3）發(fā)送方通過除去盲因子，可從接收方關(guān)于M的簽名Sig（M）中得到接收方關(guān)于原始文件M的簽名Sig（M）。

2. 4多重簽名

多重數(shù)字簽名的目的是將多個人的數(shù)字簽名匯總成一個簽名數(shù)據(jù)進行傳送，簽名收方只需驗證一個簽名便可確認多個人的簽名。

多重數(shù)字簽名的目的是指多個用戶對同一個文件進行聯(lián)合簽名.然后將多個人的數(shù)字簽名匯總成一個簽名數(shù)據(jù)進行傳送，簽名收方只需驗證一個簽名便可確認多個人的簽名。

2. 5代理簽名

代理簽名的目的是當(dāng)某簽名人因公務(wù)或身體健康等原因不能行使簽名權(quán)力時，將簽名權(quán)委派給其他人替自己行使簽名權(quán)。

假設(shè)A委托B進行代理簽名，則簽名必須滿足三個最基本的條件：

（1）簽名接收方能夠像驗證A的簽名那樣驗證B的簽名；

（2）A的簽名和B的簽名應(yīng)當(dāng)完全不同，并且容易區(qū)分；

（3）A和B對簽名事實不可否認。

3、安全數(shù)字簽名的實現(xiàn)

（1） 將用戶提交的數(shù)據(jù)，打成數(shù)據(jù)包M。

（2） 用MD5 算法計算數(shù)據(jù)包的報文摘要的值C。

（3） 用RSA 算法將報文摘要的值用用戶的SK加密，得到C1 。

（4） 形成傳送的信息，即構(gòu)成用戶名+ C1 +M。

（5） 用發(fā)送方的私鑰來反向加密此信息包（用戶名+C1+M）形成一密文。

（6） 然后再用接收方的公開密鑰來再一次加密上一個階段產(chǎn)生的密文.

把上一階段形成的信息包（用戶名+C1+M）看作加密數(shù)據(jù)，應(yīng)用接收方的公開密鑰進行再一次加密，形成嵌套加密。最后再把嵌套加密的最終數(shù)據(jù)發(fā)給接收方。

（7）最后再把形成的雙重密文發(fā)送給接收方

當(dāng)接收方收到此密文后，先用唯一的接收方私有密鑰去解密，得到一密文，接著再用發(fā)送方的公開密鑰來解密，得到用戶名+C1+M，

（8） 根據(jù)雙方規(guī)定的協(xié)議分離出用戶名，密文C1 和數(shù)據(jù)包M；

（9） 由RSA 算法用用戶的公鑰對C1 解密，得到數(shù)字簽名C

（10） 用MDS 算法對提取出的明文數(shù)據(jù)包M 進行計算得到C′；

（11）將C 和C′進行比較，若相同，則簽名有效，不同則簽名無效。

接收方處理數(shù)據(jù)包時，對數(shù)據(jù)進行了兩次解密：

安全性的數(shù)字簽名比原始的簽名方案的優(yōu)點在于保密性方面，嵌套加密決定了，只有成功進行第一次的解密，才能繼續(xù)進行第二次解密。而能成功進行第一次解密必須具備有接收方的私鑰，接收方的私只有接收方自已知道，所以只有正確的接收方才能解開第一次加密，這就保證了保密性，在第二次的解密中與傳統(tǒng)的數(shù)字簽名類似保證了數(shù)據(jù)是否是由正確的發(fā)送方傳過來，同時也能防止發(fā)送方事后否認現(xiàn)象發(fā)生。