《数字签名技术》PPT课件

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1、应用密码学手册——数字签名7/23/20211兰州交通大学电信学院参考书籍《HandbookofAppliedCryptography》:Chapter11《数字签名理论》：赵泽茂《应用密码学》：孙淑玲《应用密码学：协议、算法与C源程序》W.迪菲7/23/20212兰州交通大学电子与信息工程学院11.1引言11.2数字签名机制的框架11.3RSA和相关的签名方案11.4Fiat-Shamir签名方案11.5DSA和相关签名方案11.6一次数字签名11.7其他数字签名11.8带附加功能的签名主要内容：7/23/20213兰州交通大学电子与信息工程学院11.1引言本章要研究的问题

2、本章要考虑的技术是如何设计手写签名的数字相似物——数字签名7/23/20214兰州交通大学电子与信息工程学院研究背景计算机网络的产生把我们带进一个信息化社会。在信息社会里，大量传输和存储信息的安全保密和防伪问题成为人们关注的一个重要课题。普遍的观点认为，现代密码技术是解决信息安全的最有效地方法，因此，密码学的研究成为当前国际上的一个热点。7/23/20215兰州交通大学电子与信息工程学院数字签名的产生重要证书、证件采用的防伪技术是使用特殊材料或者信息隐藏等网络1.否认2.伪造3.冒充4.篡改数字签名7/23/20216兰州交通大学电子与信息工程学院数字签名标准ISO/IEC9

3、796是数字签名的第一个国际标准，1991公布。1994年美国政府正式颁发了美国数字签名标准DSS(DigitalSignatureStandard)1995年我国也制定了自己的数字签名标准(GB15851-1995)2004年我国颁发《中华人民共和国电子签名法》7/23/20217兰州交通大学电子与信息工程学院数字签名的原理7/23/20218兰州交通大学电子与信息工程学院数字签名的功能1.机密性2.完整性3.身份验证4.防伪造5.防抵赖6.防重放攻击7/23/20219兰州交通大学电子与信息工程学院数字签名技术的应用用户登录认证数据完整性不可抵赖性大型网络的公钥证书中电子

4、交易和电子货币等领域7/23/202110兰州交通大学电子与信息工程学院准备知识1.Hash函数（即杂凑函数）（见参考书籍1/1.9）2.冗余函数3.整数因子分解问题（见参考书籍1/3.2）4.计算两个整数的最大公因子的欧几里得算法（见参考书籍1/2.1.4）5.扩展的欧几里得算法（见参考书籍1/2.107）6.模n平方根的困难性（见参考书籍1/3.5.2）7.求a模素数p的平方根（见参考书籍1/3.39）8.模n的二次剩余集(见参考书籍4/11.3.9)9.剩余类集合10.勒让德符号(见参考书籍4/11.3.10)11.雅可比符号(见参考书籍4/11.3.11)7/23/2

5、02111兰州交通大学电子与信息工程学院11.2数字签名机制的框架基本定义1.数字签名是一个数字串，它将一条数字形式的消息与某发起实体相关联。2.数字签名生成算法是产生数字签名的某种方法。3.数字签名验证算法是检验一个数字签名是否可信（即是否真的是由指定的实体生成）的某种方法。4.数字签名方案（或机制）由签名生成算法和相关的验证算法组成。5.数字签名的签名过程包括数字签名生成算法，以及某种将数据格式化为可签名消息的方法。6.数字签名的验证过程包括验证算法，以及某种由消息恢复数据的方法。7/23/202112兰州交通大学电子与信息工程学院数字签名机制中的记号记号含义M消息空间M

6、s待签空间S签名空间R从M到Ms的1-1映射，称为冗余函数MRR的像（即MR=Im（R））R-1R的逆（即R-1：MR→M）R签名指标集h定义域为M的单向函数Mhh的像（即h：M→Mh）；7/23/202113兰州交通大学电子与信息工程学院数字签名方案的分类带附录的数字签名方案：要求初始消息作为验证算法的输入DSA、ElGamal和Schnorr签名方案消息可以是任意长度带消息恢复的数字签名方案：消息可从签名自身恢复，不要求初始消息作为验证算法的输入RSA、Rabin等公钥签名方案通常消息的长度固定7/23/202114兰州交通大学电子与信息工程学院数字签名方案的分类数字签名

7、方案带消息恢复带附录随机化的确定性的随机化的确定性的针对一个数字签名方案，如果有︱R︱＞1，则称此签名方案是随机化数字签名方案，否则称它是确定性数字签名方案。7/23/202115兰州交通大学电子与信息工程学院带附录的数字签名方案M:消息空间={m}Mh：消息摘要空间={}S：消息签名空间={s*}h:Hash函数SA,k:签名变换(1-1映射)VA:验证变换7/23/202116兰州交通大学电子与信息工程学院带消息恢复的数字签名方案M:消息空间={m}MR：消息的冗余值空间={}MS：待签空间S：消息